JP5346471B2 - Needle roller bearing - Google Patents
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Description
この発明は、プレス加工によって製造されるころ軸受用保持器を備える針状ころ軸受に関するものである。 The present invention relates to a needle roller bearing provided with a roller bearing retainer manufactured by press working.
自動車用トランスミッションのアイドラー軸受、およびオートバイ用エンジンのコンロッド大端用軸受等には、ころと保持器とで構成されるケージ&ローラタイプの針状ころ軸受が採用されることが多い。このような軸受が、例えば、特開2000−257638号公報(特許文献1)に記載されている。 Cage and roller type needle roller bearings composed of rollers and cages are often used for idler bearings for automobile transmissions and large rod end bearings for motorcycle engines. Such a bearing is described in, for example, JP 2000-257638 A (Patent Document 1).
同公報には、管状素材をバルジ加工により断面M字型の環状部材に成形し、環状部材にころ保持用の窓を形成することにより、軽量で負荷容量の大きいころ軸受用保持器を得ることができると記載されている。
上記公報に記載されている方法でころ軸受用保持器を形成した場合、屈曲部分、すなわち柱中央部と柱傾斜部との境界部分、柱傾斜部と柱端部との境界部分、および柱端部と環状側部との境界部分の肉厚が、管状素材の肉厚と比較して薄くなってしまう。軸受回転中に保持器に作用する応力は屈曲部分に集中するので、屈曲部分の薄肉化によってころ軸受用保持器の破損の危険性が増大する。 When the roller bearing retainer is formed by the method described in the above publication, the bent portion, that is, the boundary portion between the column central portion and the column inclined portion, the boundary portion between the column inclined portion and the column end portion, and the column end The thickness of the boundary portion between the portion and the annular side portion becomes thinner than the thickness of the tubular material. Since the stress acting on the cage during rotation of the bearing is concentrated on the bent portion, the risk of breakage of the roller bearing cage is increased by reducing the thickness of the bent portion.
そこで、この発明の目的は、屈曲部分の強度を高めたころ軸受用保持器を備える針状ころ軸受を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a needle roller bearing provided with a roller bearing retainer having an increased strength at a bent portion.
この発明に係る針状ころ軸受は、複数の針状ころと、円環形状の一対のリング部、一対のリング部を相互に連結する複数の柱部、および隣接する柱部の間に針状ころを収容する複数のポケットを有する保持器とを備える。そして、柱部は、軸方向中央部領域で相対的に径方向内側に位置する柱中央部、軸方向端部領域で相対的に径方向外側に位置する一対の柱端部、および柱中央部と一対の柱端部それぞれとの間に位置する一対の柱傾斜部を含む。柱中央部、一対の柱端部、および一対の柱傾斜部の各部の肉厚は、隣接する各部の境界部分の肉厚より小さい。針状ころと針状ころの転動面に対面する柱部の壁面とは、針状ころの有効長さの50%以上の長さで接触する。 The needle roller bearing according to the present invention includes a plurality of needle rollers, a pair of ring-shaped ring portions, a plurality of column portions interconnecting the pair of ring portions, and a needle shape between adjacent column portions. And a cage having a plurality of pockets for accommodating the rollers. The column portion includes a column central portion positioned relatively radially inward in the axial central region, a pair of column end portions positioned relatively radially outward in the axial end region, and a column central portion And a pair of column inclined portions located between each of the column end portions. The thickness of each part of the column center part, the pair of column end parts, and the pair of column inclined parts is smaller than the thickness of the boundary part between adjacent parts. The needle roller and the wall surface of the column facing the rolling surface of the needle roller are in contact with each other at a length of 50% or more of the effective length of the needle roller.
上記構成とすれば、境界部分の強度が相対的に向上する。その結果、応力集中による保持器の破損の危険性を低減することができる。また、針状ころと柱部との接触面積を増加させることにより、接触部分の接触面圧を低減することができる。その結果、針状ころのスキューを防止すると共に、壁面の摩耗や焼付きを防止することができる。なお、本明細書中「肉厚」とは、内径面と外径面との間の厚み寸法を指すものとする。また、「有効長さ」とは、針状ころの軸方向両端部における面取り部分を除いた軸方向長さを指すものとする。 If it is the said structure, the intensity | strength of a boundary part will improve relatively. As a result, the risk of breakage of the cage due to stress concentration can be reduced. Moreover, the contact surface pressure of a contact part can be reduced by increasing the contact area of a needle roller and a pillar part. As a result, the skew of the needle rollers can be prevented, and the wear and seizure of the wall surface can be prevented. In the present specification, “thickness” refers to the thickness dimension between the inner diameter surface and the outer diameter surface. The “effective length” refers to the axial length excluding chamfered portions at both axial ends of the needle rollers.
好ましくは、針状ころの転動面に対面する柱部の壁面は、壁面から突出して設けられるころ止め部と、ころ止め部と径方向に隣接する領域に、壁面から後退して設けられ、針状ころと所定の隙間を隔てて対面する非接触部と、ころ止め部と軸方向に隣接する領域に、針状ころと接触する案内面とを有する。こうすることにより、針状ころは、ころ止め部と軸方向に隣接する領域に接触するため、ころ止め部と径方向に隣接する領域に案内面を設けた従来の溶接保持器と比べると、針状ころと柱部との接触面積を増加させることができる。 Preferably, the wall surface of the column portion that faces the rolling surface of the needle roller is provided to protrude from the wall surface, and is provided to be retracted from the wall surface in a region adjacent to the roller stopper portion in the radial direction. A non-contact portion that faces the needle roller with a predetermined gap therebetween, and a guide surface that contacts the needle roller in a region adjacent to the roller stopper portion in the axial direction. By doing so, since the needle roller contacts the roller stopper portion and the region adjacent in the axial direction, compared with the conventional welded cage in which the guide surface is provided in the region adjacent to the roller stopper portion in the radial direction, The contact area between the needle roller and the column portion can be increased.
さらに好ましくは、針状ころの転動面に対面する柱部の壁面は、ころ止め部の軸方向両側に、非接触部より後退して、径方向に延びる凹部を有する。こうすることにより、径方向の通油性を向上させることができる。 More preferably, the wall surface of the column portion facing the rolling surface of the needle roller has recesses extending in the radial direction, retreating from the non-contact portion on both sides in the axial direction of the roller stopper. By doing so, the oil permeability in the radial direction can be improved.
一実施形態として、非接触部は、ころ止め部から径方向に離れるに従って所定の隙間が増加するように傾斜している。 As one embodiment, the non-contact portion is inclined such that a predetermined gap increases as the distance from the roller stopper increases in the radial direction.
さらに好ましくは、複数の針状ころのピッチ円は、柱中央部の外径面より径方向内側に位置し、かつ柱端部の内径面より径方向外側に位置する。こうすることにより、針状ころは、柱中央部、柱端部および柱傾斜部それぞれに接触することができる。その結果、針状ころと柱部との接触面積を増加させることができる。 More preferably, the pitch circles of the plurality of needle rollers are located on the radially inner side from the outer diameter surface of the central part of the column and located on the outer side in the radial direction from the inner diameter surface of the column end. By doing so, the needle rollers can come into contact with the column central portion, the column end portion, and the column inclined portion. As a result, the contact area between the needle roller and the column can be increased.
他の実施形態として、保持器は、一対のリング部それぞれから径方向内側に延びる鍔部をさらに備える。そして、一対のリング部、鍔部の肉厚は、リング部と鍔部との境界部分の肉厚より小さい。 As another embodiment, the cage further includes a flange portion extending radially inward from each of the pair of ring portions. And a pair of ring part and the thickness of a collar part are smaller than the thickness of the boundary part of a ring part and a collar part.
この発明によれば、境界部分の肉厚を他の部分より厚くすることにより、高強度のころ軸受用保持器を備えた信頼性の高い針状ころ軸受を得ることができる。また、針状ころと柱部との接触面積を増加させることにより、接触部分の接触面圧を低減することができる。その結果、針状ころのスキューを防止すると共に、壁面の摩耗や焼付きを防止することができる針状ころ軸受を得ることができる。 According to this invention, a highly reliable needle roller bearing provided with a high-strength roller bearing retainer can be obtained by making the thickness of the boundary portion thicker than other portions. Moreover, the contact surface pressure of a contact part can be reduced by increasing the contact area of a needle roller and a pillar part. As a result, it is possible to obtain a needle roller bearing that can prevent skew of the needle rollers and prevent wear and seizure of the wall surface.
図1〜図4を参照して、この発明の一実施形態に係る針状ころ軸受11、およびころ軸受用保持器13(以下、単に「保持器13」という)を説明する。なお、図1は保持器13の斜視図、図2は針状ころ軸受11の斜視図、図3は保持器13の柱部15の形状を示す斜視図、図4は図3の矢印IVの方向から見た矢視図である。
A needle roller bearing 11 and a roller bearing cage 13 (hereinafter simply referred to as “
まず、図2を参照して、針状ころ軸受11は、複数の針状ころ12と、複数の針状ころ12を保持する保持器13とを備える。針状ころ12は、回転軸(図示せず)またはハウジング(図示せず)上を転動する転動面12bを備える。次に、図1を参照して、保持器13は、円環形状の一対のリング部14と、一対のリング部14を相互に接続する複数の柱部15とを備える。また、隣接する柱部15の間には、針状ころ12を収容するポケット20が形成されている。
First, referring to FIG. 2, the needle roller bearing 11 includes a plurality of
なお、本明細書中「円環形状のリング部」とは、円周方向に連続する一体型のリング部のみを指すものとする。すなわち、両端部を溶接等によって接合したリング部は含まないものとして理解すべきである。 In the present specification, the “annular ring portion” refers only to an integral ring portion that is continuous in the circumferential direction. That is, it should be understood that a ring portion in which both ends are joined by welding or the like is not included.
柱部15は、その軸方向中央部領域で相対的に径方向内側に位置する柱中央部16と、軸方向端部領域で相対的に径方向外側に位置する一対の柱端部17と、柱中央部16および一対の柱端部17それぞれの間に位置する一対の柱傾斜部18とを含む。
The
次に、図3および図4を参照して、針状ころ12の転動面12bに対面する柱部15の壁面には、針状ころ12の脱落を防止する第1および第2のころ止め部16a,17aと、針状ころ12の回転を案内する案内面16b,17b,18bと、非接触部16c,17cと、凹部としての油溝16d,17dとが設けられている。
Next, referring to FIG. 3 and FIG. 4, the first and second roller stoppers that prevent the
第1のころ止め部16aは、柱中央部16の2箇所に設けられている。より具体的には、ポケット20に対面する柱中央部16の壁面の径方向内側に偏在している。また、第1のころ止め部16aは、柱中央部16から突出して設けられている。これにより、針状ころ12の径方向内側への脱落を防止する。
The first roller stoppers 16 a are provided at two locations on the column
第2のころ止め部17aは、一対の柱端部17それぞれに設けられている。より具体的には、ポケット20に対面する柱端部17の壁面の径方向外側に偏在している。また、第2のころ止め部17aは、柱端部17から突出して設けられている。これにより、針状ころ12の径方向外側への脱落を防止する。
The
案内面16b,17b,18bは、第1および第2のころ止め部16a,17aと軸方向に隣接する領域に設けられている。具体的には、案内面16bは、柱中央部16の第1のころ止め部16aと軸方向に隣接する領域に設けられている。案内面17bは、柱端部17の第2のころ止め部17aと軸方向に隣接する領域に設けられている。案内面18bは、柱傾斜部18の全域に設けられている。また、案内面16b,17b,18bは、同一の平面を構成している。
The
ここで、従来の溶接保持器では、ころ止め部と径方向に隣接する領域、すなわち、本発明における後述する非接触部16c,17cに該当する領域に案内面を設けている。しかし、本発明では、針状ころ12は、第1および第2のころ止め部16a,17aと軸方向に隣接する領域、すなわち、非接触部16c,17cより面積の大きい案内面16b,17b,18bに接触する。したがって、針状ころ12と柱部15との接触面積を増加させることができる。
Here, in the conventional welding cage, the guide surface is provided in a region adjacent to the roller stopper portion in the radial direction, that is, a region corresponding to
非接触部16c,17cは、第1および第2のころ止め部16a,17aと径方向に隣接する領域に設けられている。非接触部16c,17cは、案内面16b,17b,18bより後退し、針状ころ12と所定の隙間を隔てて対面する。非接触部16c,17cは、第1および第2のころ止め部16a,17aから径方向に離れるに従って所定の隙間が増加するように傾斜している。
The
具体的には、非接触部16cは、第1のころ止め部16aの径方向外側の領域に設けられ、針状ころ12との隙間が径方向外側に向かって増加するように傾斜している。非接触部17cにおいても同様に、第2のころ止め部17aの径方向内側の領域に設けられ、針状ころ12との隙間が径方向内側に向かって増加するように傾斜している。
Specifically, the
これにより、第1および第2のころ止め部16a,17aへの潤滑油の流入量が増加する。その結果、第1および第2のころ止め部16a,17aの油膜切れを防止することができる。
As a result, the amount of lubricating oil flowing into the first and
油溝16d,17dは、第1および第2のころ止め部16a,17aの軸方向両側に設けられている。油溝16d,17dは、径方向に延びる形状であって、非接触部16c,17cよりさらに後退している。これにより、径方向に流れる潤滑油の量を多くすることができ、保持器13の径方向の通油性を向上させることができる。また、油溝16d,17dから溢れ出した潤滑油が、隣接する第1および第2のころ止め部16a,17a、案内面16b,17b,18bに供給されるので、第1および第2のころ止め部16a,17a等の油膜切れを防止することができる。
The
上記構成の柱部15において、柱中央部16、柱端部17、および柱傾斜部18(以下、これらを総称して「直線部分」という)の肉厚t1は実質的に等しく設定されている。一方、柱中央部16と柱傾斜部18との境界部分、および柱端部17と柱傾斜部18との境界部分(以下、これらを総称して「境界部分」という)の肉厚t2は直線部分の肉厚t1より厚くなっている(t1<t2)。これにより、境界部分の強度が相対的に向上する。その結果、軸受回転時の応力が境界部分に集中しても保持器13の破損を有効に防止することができる。
In the
また、直線部分の肉厚t1と境界部分の曲率半径rとは、r<t1の関係を満たす。境界部分の曲率半径rを小さくすれば、境界部分に隣接する直線部分の軸方向長さを長く、すなわち、直線部分の表面積を大きくすることができる。その結果、軸受回転時の接触面圧を低減することができる。 Further, the thickness t 1 of the straight line portion and the curvature radius r of the boundary portion satisfy the relationship r <t 1 . If the curvature radius r of the boundary portion is reduced, the axial length of the linear portion adjacent to the boundary portion can be increased, that is, the surface area of the linear portion can be increased. As a result, the contact surface pressure during rotation of the bearing can be reduced.
具体的には、保持器13を外径側案内(ハウジング案内)とする場合、柱端部17の外径面とハウジング(図示省略)とが接触する。そこで、少なくとも柱端部17と柱傾斜部18との間の境界部分の曲率半径rを上記の範囲内とすれば、柱端部17の外径面とハウジングとの間の接触面圧を低減することができる。
Specifically, when the
また、リング部14および柱端部17の外径面の表面粗さRaは、0.05μm以上0.3μm以下に設定する。これにより、リング部14および柱端部17の外径面とハウジングとの接触による摩耗を防止することができる。なお、「表面粗さRa」とは、算術平均粗さのことである。
Further, the surface roughness Ra of the outer diameter surfaces of the
一方、保持器13を内径側案内(回転軸案内)とする場合、柱中央部16の内径面と回転軸(図示省略)とが接触する。そこで、少なくとも柱中央部16と柱傾斜部18との間の境界部分の曲率半径rを上記の範囲内とすれば、柱中央部16の内径面と回転軸との間の接触面圧を低減することができる。また、この場合には、柱中央部16の内径面の表面粗さRaを、0.05μm以上0.3μm以下に設定すればよい。
On the other hand, when the
なお、境界部分は、凸側(曲げ加工時に引っ張り応力が作用する側)と、凹側(曲げ加工時に圧縮応力が作用する側)とにそれぞれR部分が形成される。このとき、凸側の曲率半径は、常に凹側の曲率半径より大きい。そこで、本明細書中「境界部分の曲率半径r」とは、凸側の曲率半径を指すものとする。また、「境界部分の肉厚t2」とは、凸側の中央部と凹側の中央部とを結ぶ線分の長さを指すものとする。 In addition, as for a boundary part, R part is formed in the convex side (side where tensile stress acts at the time of bending) and the concave side (side where compressive stress acts at the time of bending), respectively. At this time, the curvature radius on the convex side is always larger than the curvature radius on the concave side. Therefore, “the radius of curvature r of the boundary portion” in this specification refers to the radius of curvature on the convex side. Further, the “thickness t 2 of the boundary portion” refers to the length of a line segment connecting the central portion on the convex side and the central portion on the concave side.
また、針状ころ12と、案内面16b,17b,18bとは、針状ころ12の有効長さ、すなわち、図4中のLで示す長さの50%以上の長さで線接触する。具体的には、案内面16b,17b,18bが、上記のように、第1および第2のころ止め部16a,17aと軸方向に隣接する領域に設けられ、さらに、柱中央部16の外径面は、柱端部17の内径面よりも径方向外側に位置する。そして、針状ころ12のピッチ円12aは、柱中央部16の外径面より径方向内側であって、かつ柱端部17の内径面より径方向外側に位置する。これにより、針状ころ12は、案内面16b,17b,18bそれぞれに接触することができる。したがって、針状ころ12と案内面16b,17b,18bとの接触面積を増加させることができ、針状ころ12と柱部15との接触部分の接触面圧を低減することができる。その結果、針状ころ12のスキューおよび案内面16b,17b,18bの摩耗や焼付きを有効に防止することができる。
Further, the
次に、図5〜図14を参照して、保持器13の製造方法を説明する。なお、図5は保持器13の主な製造工程を示すフロー図、図6〜図9は第1の工程の詳細を示す図、図10〜図13は第2の工程の詳細を示す図、図14は第3の工程の詳細を示す図である。
Next, with reference to FIGS. 5-14, the manufacturing method of the holder |
まず、保持器13の出発材料としては、炭素含有量が0.15wt%以上1.1wt%以下の鋼板(炭素鋼)を使用する。具体的には、炭素含有量が0.15wt%以上0.5wt%以下のSCM415やS50C等、または、炭素含有量が0.5wt%以上1.1wt%以下のSAE1070やSK5等が挙げられる。
First, as a starting material for the
なお、炭素含有量が0.15wt%未満の炭素鋼は、焼入処理によって浸炭硬化層が形成されにくく、保持器13に必要な硬度を得るためには、浸炭窒化処理を行う必要がある。浸炭窒化処理は、後述する各焼入処理と比較して設備費用が高額になるので、結果として、針状ころ軸受11の製造コストが上昇する。また、炭素含有量が0.15wt%未満の炭素鋼では浸炭窒化処理によっても十分な浸炭硬化層が得られない場合があり、表面起点型の剥離が早期に発生する恐れがある。一方、炭素含有量が1.1wt%を超える炭素鋼は加工性が著しく低下する。
Carbon steel having a carbon content of less than 0.15 wt% is unlikely to have a carburized hardened layer formed by quenching, and needs to be carbonitrided to obtain the required hardness for the
図5に示す第1の工程では、上記した出発材料としての鋼板から円筒部材22を得る(S11)。具体的には、図6を参照して、深絞り加工によって鋼板からカップ状部材21を得る。このとき、カップ状部材21の軸方向一方側端部(図6の上側)には底壁21aが、軸方向他方側端部(図6の下側)には外向きフランジ部21bが形成される。また、このとき、しごき加工によって、カップ状部材21の外径面または内径面の表面粗さRaを、0.05μm以上0.3μm以下にする。
In the first step shown in FIG. 5, the
次に、図7を参照して、打ち抜き加工によってカップ状部材21の底壁21aを除去する。ただし、打ち抜き加工によっては底壁21aを完全に除去することはできず、カップ状部材21の軸方向一方側端部には内向きフランジ部21cが形成される。
Next, referring to FIG. 7, the
次に、図8を参照して、バーリング加工によって内向きフランジ部21cを軸方向に立ち上げる。さらに図9を参照して、トリミング加工によってカップ状部材21の軸方向他方側端部を切断することによって外向きフランジ部21bを除去する。
Next, referring to FIG. 8, the
これにより、円筒部材22を得ることができる。上記の工程で得られた円筒部材22の外径寸法は、柱中央部16の外径寸法に一致する。また、上記の工程で得られた円筒部材22の肉厚をtとする。
Thereby, the
次に、図5に示す第2の工程では、円筒部材22を径方向に変形させて柱中央部16、一対の柱端部17、および一対の柱傾斜部18を形成する(S12)。この実施形態においては、円筒部材22の外径面を拘束する拡開プレス用外型23(以下、単に「外型23」という)と、円筒部材22の内径面を拘束する一対の拡開プレス用内型25,26(以下、単に「内型25,26」という)とを使用して円筒部材22の軸方向両端部を拡径させる(拡開プレス)。
Next, in the second step shown in FIG. 5, the
図10〜図13を参照して、外型23は、内部に円筒部材22を受け入れる円筒空間23aを有する。この円筒空間23aは、柱中央部16の外径寸法に一致する小径部23bと、柱端部17の外径寸法に一致する大径部23cと、小径部23bおよび大径部23cの間に柱傾斜部18の傾斜角度に一致する傾斜部23dとで構成されている。
10 to 13, the
第1の内型25は、円筒部材22の軸方向一方側端部(図10の上側)から挿入される円柱形状の部材である。第1の内型25は、柱中央部16の内径寸法に一致する小径部25aと、柱端部17の内径寸法に一致する大径部25bと、小径部25aおよび大径部25bの間に柱傾斜部18の傾斜角度に一致する傾斜部25cとで構成される。第2の内型26も同一の構成であって、円筒部材22の軸方向他方方端部(図10の下側)から挿入される。
The first
外型23は、例えば、90°の間隔で放射状に分割された第1〜第4の分割外型24a,24b,24c,24dによって構成されている。この第1〜第4の分割外型24a〜24dは、それぞれ移動治具27によって円筒部材22の径方向に移動可能である。また、第1および第2の内型25,26は、それぞれ円筒部材22の軸方向に移動可能である。
The
図10を参照して、第1〜第4の分割外型24a〜24dが径方向に後退し、第1および第2の内型25,26が軸方向に後退すると、円筒部材22を円筒空間23aから出し入れ可能な状態となる。ここで「後退」とは、円筒部材22から遠ざかる方向に移動することを指すものとする。
Referring to FIG. 10, when the first to fourth outer divided
次に、図12を参照して、第1〜第4の分割外型24a〜24dが径方向に前進すると、小径部23bで円筒部材22の外径面を拘束する。さらに、図13を参照して、第1および第2の内型25,26が軸方向に前進すると、大径部25b,26bおよび傾斜部25c,26cによって円筒部材22の軸方向両端部が径方向外側に押し広げられる。ここで「前進」とは、円筒部材22に近づく方向に移動することを指すものとする。
Next, referring to FIG. 12, when the first to fourth divided outer dies 24a to 24d advance in the radial direction, the outer diameter surface of the
これにより、柱中央部16、一対の柱端部17、および一対の柱傾斜部18がそれぞれ形成される。なお、拡開プレスによって円筒部材22が引き伸ばされるので、第2の工程終了後の柱中央部16、一対の柱端部17、および一対の柱傾斜部18の肉厚t1は、円筒部材22の肉厚tより薄くなっている(t1<t)。
Thereby, the
次に、図5に示す第3の工程では、増肉加工によって境界部分を増肉する(S13)。 Next, in the third step shown in FIG. 5, the boundary portion is thickened by the thickening process (S13).
図14を参照して、増肉加工には、円筒形状の一対の圧縮治具28,29を用いる。具体的には、外型23および内型25,26によって円筒部材22を拘束した状態(拡開プレスを行った状態)で、一対の圧縮治具28,29によって円筒部材22の軸方向両端面を両側から圧縮する。
Referring to FIG. 14, a pair of cylindrical compression jigs 28 and 29 are used for the thickening process. Specifically, in a state where the
このとき、直線部分の内外径面は、外型23および内型25,26によって拘束されているので、肉厚は変化しない。一方、境界部分と外型23および内型25,26との間には、微小な隙間が形成されている。これにより、円筒部材22の軸方向寸法が減少すると共に、境界部分のみが増肉される。第3の工程後の境界部分の肉厚t2は、第1の工程で得られた円筒部材22の肉厚tより厚くなっている(t1<t<t2)。これにより、柱部15の肉厚を全体的に厚くして強度を向上するのではなく、直線部分の肉厚を薄くし、応力集中の生じる境界部分の肉厚を選択的に厚くすることによって強度を向上する。したがって、保持器13を軽量化することができる。また、このとき、同時に境界部分の曲率半径rも直線部分の肉厚t1より小さくなる。
At this time, since the inner and outer diameter surfaces of the straight portion are constrained by the
次に、図5に示す第4の工程では、円筒部材22にポケット20および油溝16d,17dを形成する(S14)。具体的には、打ち抜き加工によって円筒部材22の円周面に複数の矩形形状のポケット20および油溝16d,17dを形成する。次に、しごき加工によって第1および第2のころ止め部16a,17a、案内面16b,17b,18b、および非接触部16c,17cをそれぞれ形成する。
Next, in the fourth step shown in FIG. 5, the
次に、図5に示す第5の工程では、保持器13に表面硬さ等の所定の機械的性質を付与するために熱処理を施す(S15)。熱処理としては、保持器13が十分な深さの硬化層を得るために、出発材料の炭素含有量によって適切な方法を選択する必要がある。具体的には、炭素含有量が0.15wt%以上0.5wt%以下の材料の場合には浸炭焼入処理を、炭素含有量が0.5wt%以上1.1wt%以下の材料の場合には光輝焼入処理または高周波焼入処理を施す。
Next, in a fifth step shown in FIG. 5, a heat treatment is performed to give the
浸炭焼入処理は、高温の鋼に炭素が固溶する現象を利用した熱処理方法であって、鋼内部は炭素量が低いまま、炭素量の多い表面層(浸炭硬化層)を得ることができる。これにより、表面は硬く、内部は軟らかく靭性の高い性質が得られる。また、浸炭窒化処理設備と比較して設備費用が安価である。 The carburizing and quenching process is a heat treatment method utilizing the phenomenon that carbon dissolves in high-temperature steel, and a surface layer (carburized hardened layer) with a large amount of carbon can be obtained while the amount of carbon in the steel is low. . Thereby, the surface is hard, the inside is soft, and the property with high toughness is obtained. Moreover, the equipment cost is low compared with the carbonitriding equipment.
光輝焼入処理は、保護雰囲気や真空中で加熱することによって、鋼表面の酸化を防止しながら行う焼入処理を指す。また、浸炭窒化処理設備や浸炭焼入処理設備と比較して設備費用が安価である。 The bright quenching process refers to a quenching process performed while preventing oxidation of the steel surface by heating in a protective atmosphere or vacuum. In addition, the equipment cost is low compared with carbonitriding equipment and carburizing and quenching equipment.
高周波焼入処理は、誘導加熱の原理を利用して、鋼表面を急速に加熱、急冷して焼入硬化層を作る方法である。他の焼入処理設備と比較して設備費用が大幅に安価であると共に、熱処理工程でガスを使用しないので環境に優しいというメリットがある。また、部分的な焼入処理が可能となる点でも有利である。 Induction hardening is a method of making a hardened hardened layer by rapidly heating and rapidly cooling the steel surface using the principle of induction heating. Compared to other quenching treatment facilities, there is a merit that the equipment cost is significantly lower and that the gas is not used in the heat treatment process, so that it is environmentally friendly. It is also advantageous in that a partial quenching process can be performed.
さらに、焼入によって生じた残留応力や内部ひずみを低減し、靭性の向上や寸法を安定化させるために、上記の焼入処理の後に焼戻を行うのが望ましい。 Furthermore, it is desirable to perform tempering after the above-mentioned quenching treatment in order to reduce residual stress and internal strain caused by quenching and to improve toughness and stabilize dimensions.
上記の各工程を経ることによって、保持器13を得ることができる。なお、保持器13の外径面の表面粗さRaは、円筒部材22の形成(S11)の際のしごき加工において、既に0.05μm以上0.3μm以下となっている。したがって、仕上げ加工工程としての独立した研削加工工程は、省略することができる。
The
なお、上記の実施形態においては、柱中央部16および柱端部17の肉厚を実質的に等しく設定した例を説明したが、軸方向の通油性を向上させたい場合には、柱端部17の肉厚を柱中央部16の肉厚より小さくすればよい。こうすることにより、針状ころ軸受11に流れ込む、または、針状ころ軸受11から出て行く潤滑油の量を多くすることができる。その結果、軸方向の通油性が向上する。通油性の向上は、摩耗粉の除去や針状ころ軸受11の温度上昇の抑制に寄与する。
In the above embodiment, an example in which the thicknesses of the
また、この場合、柱中央部16および柱端部17の肉厚は、図10〜図13に示す拡開プレス工程(S12)で使用する金型の形状によって、調整することができる。具体的には、外型23の大径部23cと内型25,26の大径部25b,26bとの間隔を、外型23の小径部23bと内型25,26の小径部25a,26aとの間隔より小さくする。そうすると、上記した保持器13の製造の工程に新たな工程を追加することなく、柱端部17の肉厚を柱中央部16の肉厚より小さくすることができる。
Moreover, in this case, the thickness of the
また、上記の実施形態においては、柱中央部16、一対の柱端部17、および一対の柱傾斜部18を形成する方法として、拡開プレス(S12)の例を説明したが、これに限ることなく、円筒部材22の軸方向中央部を縮径させ、柱中央部16、一対の柱端部17、および一対の柱傾斜部18を形成してもよい(縮径プレス)。具体的には、図5に示す円筒部材22の形成工程(S11)において、直径が柱端部17の外径寸法に一致する円筒部材22を得る。そして、図10を参照して、まず、第1および第2の内型25,26が軸方向に前進すると、大径部25b,26bが円筒部材22の内径面を拘束し、小径部25a,26aと円筒部材22の内径面との間に隙間が形成される。次に、第1〜第4の分割外型24a〜24dが径方向に前進すると、小径部23bおよび傾斜部23dによって、円筒部材22の軸方向中央部が径方向内側に押し縮められる。
Moreover, in said embodiment, although the example of the expansion press (S12) was demonstrated as a method of forming the
これにより、柱中央部16、一対の柱端部17、および一対の柱傾斜部18がそれぞれ形成される。この場合においても同様に、第2の工程終了後の柱中央部16、一対の柱端部17、および一対の柱傾斜部18の肉厚t1は、円筒部材22の肉厚tより薄くなっている(t1<t)。
Thereby, the
次に、図15〜図21を参照して、この発明の他の実施形態に係る保持器33およびその製造方法を説明する。なお、共通する構成要素には保持器13と同一の参照番号を付し、説明は省略する。
Next, with reference to FIGS. 15-21, the holder |
まず、図15〜図18を参照して、保持器33は、一対のリング部14それぞれから径方向内側に延びる一対の鍔部19をさらに備える。なお、リング部14の肉厚と鍔部19の軸方向の肉厚とは、他の直線部分の肉厚t1と実質的に等しく設定されている。また、リング部14と鍔部19との境界部分の肉厚は、他の境界部分の肉厚t2と実質的に等しく設定されている。さらに、リング部14と鍔部19との境界部分の曲率半径は、他の境界部分の曲率半径rと実質的に等しく設定されている。
First, with reference to FIGS. 15 to 18, the
つまり、この実施形態においてもt1<t2が成立する。これにより、既に説明した効果に加えて、鍔部19の根元部分の強度が向上する。また、r<t1も成立する。これにより、リング部14の外径面の表面積が増加するので、保持器33が外径側案内の場合にハウジングとの接触面圧をさらに低減することができる。なお、その他の構成は保持器13と共通するので、説明は省略する。
That is, t 1 <t 2 is also established in this embodiment. Thereby, in addition to the effect already demonstrated, the intensity | strength of the root part of the
上記構成の保持器33の製造工程のうち、図5の第1の工程(S11)、第2の工程(S12)、第4の工程(S14)、および第5の工程(S15)は保持器13と共通するので説明は省略する。図19〜図21を参照して保持器33の増肉加工(図5のS13に対応)を説明する。
Of the manufacturing process of the
この実施形態においては、境界部分の増肉加工と鍔部19の形成(ネッキング加工)とを同時に行う。より具体的には、鍔部19は、前処理工程と後処理工程の2段階の工程を経て形成される。そして、増肉加工は後処理工程と同時に行われる。
In this embodiment, the process of increasing the thickness of the boundary portion and the formation of the flange portion 19 (necking process) are performed simultaneously. More specifically, the
まず、図19を参照して、前処理工程は、鍔部19となる円筒部材42の軸方向両端部を柱端部17に対して所定の角度(この実施形態では45°)内側に折り曲げる工程であって、ネッキング用外型43(以下、単に「外型43」という)と、ネッキング用内型45(以下、単に「内型45」という)と、一対のネッキング治具48,49とによって行われる。
First, referring to FIG. 19, the pretreatment step is a step of bending both ends in the axial direction of the
外型43は、拡開プレス用外型23と同様の構成であって、円筒部材42の外径面を拘束する。ただし、軸方向長さが拡開プレス用外型23より短く、鍔部19となる円筒部材42の軸方向両端部を拘束しないようになっている。
The
内型45は、外径面の軸方向中央部領域に柱中央部16の内径寸法に一致する小径部45aと、軸方向端部領域に柱端部17の内径寸法に一致する大径部45bと、小径部45aおよび大径部45bの間に柱傾斜部18に沿う傾斜部45cと、軸方向両端の角部に前処理加工による鍔部19の折り曲げ角度(45°)を規定するネッキング部45dとを含む円筒形状の部材である。
The
図20を参照して、この内型45は、例えば、45°の角度で放射状に分割された第1〜第8の分割内型46a,46b,46c,46d,46e,46f,46g,46hとによって構成される。第1〜第8の分割内型46a〜46hは、それぞれ径方向に移動可能な状態となっている。
Referring to FIG. 20, this
具体的には、第1〜第8の分割内型46a〜46hを径方向に後退させると、第1〜第8の分割内型46a〜46hを円筒部材42から出し入れ可能な状態となる。一方、第1〜第8の分割内型46a〜46hを径方向に前進させると、円筒部材42の内径面を拘束することができる(図19の状態)。なお、分割内型46a〜46hは、挿入治具47を挿入することによって前進させることができる。
Specifically, when the first to eighth divided inner dies 46 a to 46 h are retracted in the radial direction, the first to eighth divided inner dies 46 a to 46 h can be put in and out of the
ネッキング治具48は、先端に前処理工程における鍔部19の傾斜角度(45°)に沿うネッキング部48aを有し、円筒部材42の軸方向に移動可能な状態となっている。ネッキング治具49も同様の構成である。そして、一対のネッキング治具48,49を軸方向に後退させると、円筒部材42を円筒空間から出し入れ可能な状態となる。一方、一対のネッキング治具48,49を軸方向に前進させると、円筒部材42の軸方向両端部(図19中の破線で示す部分)を所定の角度(45°)内側に折り曲げることができる。
The necking
次に、図21を参照して、後処理工程では、鍔部19を柱端部17に対して90°に折り曲げる。後処理工程における加工治具は、前処理工程で使用したものとほぼ同じ構成のネッキング用外型54a〜54d(54a,54cのみ図示)、ネッキング用内型56a〜56h(56a,56eのみ図示)、挿入治具57、および一対のネッキング治具58,59を使用する。ただし、ネッキング用内型56a〜56hおよび一対のネッキング治具58,59の鍔部19に対面する部分には、ネッキング部は設けられていない。
Next, referring to FIG. 21, in the post-processing step, the
後処理工程では、前処理工程と同様の手順で円筒部材42の内外径面を拘束し、ネッキング治具58,59によって鍔部19を軸方向から圧縮する。これにより、柱端部17と鍔部19とのなす角が90°となる。また、この工程で図5に示す第3の工程(S13)と同様に境界部分を増肉することができる。
In the post-processing step, the inner and outer diameter surfaces of the
なお、上記の実施形態においては、鋼板(平板)を出発材料として保持器13,33を製造した例を示したが、これに限ることなく、パイプ材等の円筒部材を出発材料として製造することもできる。この場合、図5に示す第1の工程(S11)は省略することができる。
In the above embodiment, an example in which the
また、上記の実施形態においては、第1のころ止め部16aの径方向外側の領域、および第2のころ止め部17aの径方向内側の領域を針状ころ12と接触しない非接触部16c,17cとする例を説明したが、これらを案内面16b,17b,18bと同一平面とし、針状ころ12と接触する案内面としてもよい。なお、この場合、第1および第2のころ止め部16a,17aに油膜切れが発生しないよう、潤滑油が十分に供給できることが望ましい。
Moreover, in said embodiment, the
また、上記の実施形態においては、第1および第2のころ止め部16a,17aの軸方向両側に油溝16d,17dを設ける例を説明したが、径方向の通油性が十分な場合には、これに限ることなく、油溝16d,17dを設けなくてもよい。
In the above embodiment, the example in which the
また、上記の実施形態においては、針状ころ12の有効長さの50%以上の長さで接触させるために、針状ころ12を案内面16b,17b,18bそれぞれに接触させる例を説明したが、これに限ることなく、有効長さの50%以上の長さで接触できるような他の形状であってもよい。
Moreover, in said embodiment, in order to make it contact with 50% or more of the effective length of the
また、上記の実施形態においては、ケージ&ローラタイプの針状ころ軸受11,31の例を示したが、この発明は、内輪、および/または、外輪をさらに有する針状ころ軸受にも適用することが可能である。また、転動体として針状ころ12を採用した例を示したが、これに限ることなく、円筒ころや棒状ころであってもよい。
In the above-described embodiment, examples of the cage roller type
さらに、上記の実施形態に係る針状ころ軸受11,31は、例えば、自動車用トランスミッションのアイドラー軸受、およびオートバイ用エンジンのコンロッド大端用軸受として使用することにより、特に有利な効果を奏する。
Furthermore, the
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
この発明は、針状ころ軸受に有利に利用される。 The present invention is advantageously used for needle roller bearings.
11,31 針状ころ軸受、12 針状ころ、12a ピッチ円、12b 転動面、13,33 保持器、14 リング部、15 柱部、16 柱中央部、17 柱端部、18 柱傾斜部、16a,17a ころ止め部、16b,17b,18b 案内面、16c,17c 非接触部、16d,17d 油溝、19 鍔部、20 ポケット、21 カップ状部材、21a 底壁、21b 外向きフランジ部、21c 内向きフランジ部、22,42 円筒部材、23,43 外型、23a 円筒空間、23b,25a,26a,45a 小径部、23c,25b,26b,45b 大径部、23d,25c,26c,45c 傾斜部、24a,24b,24c,24d,44a,44b,44c,44d,54a,54c 分割外型、25,26,45 内型、46a,46b,46c,46d,46e,46f,46g,46h,56a,56e 分割内型、27 移動治具、28,29 圧縮治具、47,57 挿入治具、48,49,58,59 ネッキング治具、45d,48a,49a ネッキング部。 11, 31 Needle roller bearing, 12 Needle roller, 12a Pitch circle, 12b Rolling surface, 13, 33 Cage, 14 Ring part, 15 Column part, 16 Column center part, 17 Column end part, 18 Column inclined part , 16a, 17a Roller stopper, 16b, 17b, 18b Guide surface, 16c, 17c Non-contact part, 16d, 17d Oil groove, 19 collar part, 20 pocket, 21 Cup-shaped member, 21a Bottom wall, 21b Outward flange part , 21c Inward flange portion, 22, 42 cylindrical member, 23, 43 outer mold, 23a cylindrical space, 23b, 25a, 26a, 45a small diameter portion, 23c, 25b, 26b, 45b large diameter portion, 23d, 25c, 26c, 45c Inclined part, 24a, 24b, 24c, 24d, 44a, 44b, 44c, 44d, 54a, 54c Divided outer mold, 25, 26, 45 inner mold, 6a, 46b, 46c, 46d, 46e, 46f, 46g, 46h, 56a, 56e Divided inner mold, 27 Moving jig, 28, 29 Compression jig, 47, 57 Inserting jig, 48, 49, 58, 59 Necking Jig, 45d, 48a, 49a Necking part.
Claims (6)
円環形状の一対のリング部、前記一対のリング部を相互に連結する複数の柱部、および隣接する前記柱部の間に前記針状ころを収容する複数のポケットを有する保持器とを備え、
前記柱部は、軸方向中央部領域で相対的に径方向内側に位置する柱中央部、軸方向端部領域で相対的に径方向外側に位置する一対の柱端部、および前記柱中央部と前記一対の柱端部それぞれとの間に位置する一対の柱傾斜部を含み、
前記ころ軸受用保持器の出発材料となる円筒部材にしごき加工を施して、その外径面の表面粗さRaを0.05μm以上0.3μm以下とし、
前記柱中央部、前記一対の柱端部、および前記一対の柱傾斜部は、直径が前記柱中央部と実質的に等しい前記円筒部材の軸方向両端部を拡開プレスにより拡径されて形成されており、
前記柱中央部、前記一対の柱端部、および前記一対の柱傾斜部の各部の肉厚より、隣接する前記各部の境界部分の肉厚が大きくなるよう、前記境界部分は増肉加工されており、
前記増肉加工は、前記円筒部材を内径側に配置される内型および外径側に配置される外型により拘束した状態で、前記円筒部材の軸方向両端面を両側から圧縮することにより行われており、
前記針状ころと前記針状ころの転動面に対面する前記柱部の壁面とは、前記針状ころの有効長さの50%以上の長さで接触する、針状ころ軸受。 A plurality of needle rollers;
A pair of ring-shaped ring portions, a plurality of column portions interconnecting the pair of ring portions, and a cage having a plurality of pockets for accommodating the needle rollers between the adjacent column portions. ,
The column portion is a column center portion that is relatively radially inward in the axial center region, a pair of column end portions that are relatively radially outward in the axial end region, and the column center portion And a pair of column inclined portions located between each of the pair of column end portions,
Ironing the cylindrical member that is the starting material of the roller bearing retainer, the surface roughness Ra of the outer diameter surface is 0.05 μm or more and 0.3 μm or less,
The column central portion, the pair of column end portions, and the pair of column inclined portions are formed by expanding both ends in the axial direction of the cylindrical member having a diameter substantially equal to the column central portion by an expansion press. Has been
The boundary portion is thickened so that the thickness of the boundary portion of each adjacent portion is larger than the thickness of each portion of the column central portion, the pair of column end portions, and the pair of column inclined portions. And
The thickening process is performed by compressing both axial end surfaces of the cylindrical member from both sides in a state where the cylindrical member is constrained by an inner mold arranged on the inner diameter side and an outer mold arranged on the outer diameter side. And
The needle roller bearing in which the needle roller and the wall surface of the column portion facing the rolling surface of the needle roller are in contact with each other at a length of 50% or more of the effective length of the needle roller.
前記ころ止め部と径方向に隣接する領域に、前記壁面から後退して設けられ、前記針状ころと所定の隙間を隔てて対面する非接触部と、
前記ころ止め部と軸方向に隣接する領域に、前記針状ころと接触する案内面とを有する、請求項1に記載の針状ころ軸受。 The wall surface of the pillar portion facing the rolling surface of the needle roller is provided with a roller stopper provided to protrude from the wall surface;
A non-contact portion provided in a region adjacent to the roller stopper portion in a radial direction, retreated from the wall surface, and facing the needle roller with a predetermined gap;
The needle roller bearing according to claim 1, further comprising a guide surface in contact with the needle roller in a region adjacent to the roller stopper portion in the axial direction.
前記一対のリング部、および前記鍔部の肉厚は、前記リング部と前記鍔部との境界部分の肉厚より小さい、請求項1〜5のいずれかに記載の針状ころ軸受。 The retainer further includes a flange portion extending radially inward from each of the pair of ring portions,
The needle roller bearing according to any one of claims 1 to 5, wherein a thickness of the pair of ring portions and the flange portion is smaller than a thickness of a boundary portion between the ring portion and the flange portion.
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