JP5886659B2 - Processing method of cage - Google Patents
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Description
この発明は、針状ころ軸受等の転がり軸受の保持器、特に、ポケットを打ち抜き加工によって製作した保持器、その保持器を用いた転がり軸受及びその保持器の加工方法に関するものである。 The present invention relates to a cage for a rolling bearing such as a needle roller bearing, in particular, a cage produced by punching a pocket, a rolling bearing using the cage, and a method for machining the cage.
針状ころ軸受の保持器は、通常、輪切りにした鋼管を旋削より所定形状に加工したワーク、又は鋼板を深絞り加工するなどして所定形状に加工したワークを製作し、そのワークの全周に打ち抜き加工によって所要数のころ保持用のポケットを形成することにより製作される。 Needle roller bearing cages are usually manufactured by turning a steel pipe that has been cut into a predetermined shape by turning, or a workpiece that has been processed into a predetermined shape by deep-drawing a steel plate. Is manufactured by forming a required number of pockets for retaining rollers by punching.
図5(a)(b)は、このようにして製作された保持器の例である。この保持器1は、胴部2とその両端部に形成された内向きのつば縁4とからなり、胴部2の軸方向の中間部にくびれ部3が形成され、そのくびれ部3とつば縁4の間は肩部5となっている。一方の肩部5からくびれ部3を経て他方の肩部5にわたる範囲に軸方向に長いポケット6が形成される。ころ7はそのポケット6に回転可能に保持される。
FIGS. 5A and 5B are examples of the cage manufactured in this way. The
図6は、前記の保持器1と所要数のころ7との組立体から成る転がり軸受21、具体的には針状ころ軸受を示している。
FIG. 6 shows a rolling bearing 21, which is an assembly of the
なお、図5(a)及び図6における符号8は、ポケット6の打ち抜き加工時に発生したキズを消去するために施された旋削又は研削等による後加工の痕跡を示す。
Note that reference numeral 8 in FIGS. 5A and 6 indicates a trace of post-processing by turning or grinding performed to erase a scratch generated when the
図7は、前記保持器1の従来の加工方法を実施形態する打ち抜き装置を示している。この打ち抜き装置は、固定円筒体9が片持ち状態に固定され、その固定円筒体9の内部に片持ち状態に固定された円筒状のダイ10の基部10bが挿通支持される。
FIG. 7 shows a punching device embodying a conventional processing method of the
ダイ10の前記基部10bから加工部10aが先端方向に延びている。前記ダイ10の加工部10aは、図7(c)に示したように、基部10bに対し中心がポンチ20の方向(垂直上方)に偏位した円筒状となっている。ただし、完全な円筒形ではなく、打ち抜きの安定を図るため、天頂部は大きなアールになっている。
A
その加工部10aは、基部10bより小径であるが、その頂部の高さは基部10bの頂部の高さと一致する。基部10b及び加工部10aには、基部10bの中心を中心とする貫通穴11が設けられ、その貫通穴11を経て抜きカスが排出される。
The processed
前記加工部10aにワーク14が着脱自在に嵌合される。ワーク14は、図7(b)に示したように、前記保持器1のポケット6の成形前の半製品状態のものであり、胴部2とその両端部に形成された内向きのつば縁4とから成る。胴部2は、その軸方向の中間部にくびれ部3が形成され、そのくびれ部3とつば縁4の間は肩部5となっている。
A
前記の加工部10aにおいて、ダイ10の外径面の軸方向の2個所に径方向の位置決めリブ15が設けられる。これらの位置決めリブ15は、前記ワーク14の両側の肩部5及び各肩部5の両側のつば縁4とくびれ部3とに囲まれた四角形の空所に合致する形状の四角形断面に形成されている。前記両側の位置決めリブ15の軸方向中間部相互間にわたる範囲に軸方向に長いポンチ穴16が設けられる。ポンチ穴16は、外径面から貫通穴11に貫通している。
In the processed
加工部10aの偏心量は、前記位置決めリブ15の高さより大きく形成され、位置決めリブ15に嵌合されたワーク14を径方向に持ち上げ軸方向に取り出し、またワーク14を加工部10aにセットする際の径方向の余裕を与える。
The eccentric amount of the
前記加工部10aにワーク14をセットした状態で、加工部10aの先端から円筒状の押さえ治具18が嵌合され、ワーク14の一方の端面(つば縁4)に押し当てられる。前記加工部10aの上方には前記ポンチ穴16に対向したポンチ20が昇降自在に設置される。
In a state where the
ポケット6を打ち抜き加工する場合は、押さえ治具18と一体にワーク14を周方向に間欠回転させ、これとタイミングを合わせてポンチ20を駆動することにより、いわゆる外抜きによりポケット6を形成する。
When punching the
前記の加工方法によると、出来上がった保持器1のつば縁4に押さえ治具18の押圧によるキズが残る。このようなキズが残ると、軸受使用時にこれに接触する相手部材を摩耗させ、またそのキズが保持器1の破損や寿命低下の原因となる。これらの不具合を解消するためには、旋削や研削などの後加工を施してそのキズを消去する必要があり、加工コストが高くなる要因となる。
According to the above processing method, scratches due to the pressing of the
なお、従来においては、ポケット6の打ち抜き加工時に発生したキズを後加工によって消去するため、製品としての保持器1のつば縁4の外表面に後加工の痕跡8(図5(a)、図6参照)が残ることが一つの特徴となる。
In the prior art, since the scratches generated during the punching of the
一方、前記のようなキズの発生を避けるために、図8に示したポケット打ち抜き方法が知られている(特許文献1)。この打ち抜き方法は、保持器のワーク23の外径面をダイ24に収め、そのワーク23の一端部の肩部25の内径面をチャック26によって把持し、ワーク23の内径側に差し入れたポンチ27によって加圧することによりポケットを形成するようにしている。
On the other hand, in order to avoid the occurrence of scratches as described above, the pocket punching method shown in FIG. 8 is known (Patent Document 1). In this punching method, the outer diameter surface of the
図8に示した前記の先行技術は、ワーク23の一方の肩部25の内径面をチャック26で把持し、ダイ24をワーク23の外径面に配置するとともに、ポンチ27をワーク23の内側に配置した、いわゆる内抜き型である。
In the prior art shown in FIG. 8, the inner diameter surface of one
内抜き型の場合は、ポンチ27のストロークがワーク23の径によって制限を受けるため、径の大きい保持器(例えば、内径20φ程度以上)のものに限定され、径の小さい保持器の場合に対応できない問題がある。
In the case of the internal punch type, the stroke of the
また、ワーク23の肩部25をチャック26で把持するようにしているが、ポンチ27によって形成されるポケットの端部が肩部25にまで達するので、チャック26のつかみ代が僅少となり、安定した把持ができない問題がある。また、僅少なつかみ代の部分を強固な力で把持すると肩部25の外表面にキズが発生し、そのキズを消去するための後加工が必要となる問題も発生する。
Further, although the
そこで、この発明は、これらの問題を解消した転がり軸受の保持器、その保持器を用いた転がり軸受及び前記保持器の加工方法を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a rolling bearing cage that solves these problems, a rolling bearing using the cage, and a method for processing the cage.
前記の課題を解決するために、この発明に係る転がり軸受の保持器は、円筒状ワークの胴部の周方向に一定間隔をおいて所要数のポケットを打ち抜き加工によって形成した転がり軸受用保持器において、前記打ち抜き加工後の製品の端面が前記打ち抜き加工前のワークのままの未加工状態に維持された構成としたものである(以下、第一発明と称する。)。 In order to solve the above-described problems, a rolling bearing cage according to the present invention is a rolling bearing cage in which a required number of pockets are formed by punching at a constant interval in the circumferential direction of a body portion of a cylindrical workpiece. The end face of the product after the punching process is maintained in an unprocessed state as the workpiece before the punching process (hereinafter referred to as a first invention).
具体的には、前記ポケットの打ち抜き加工の際に、前記ワークを間欠回転させる押さえ治具を前記両方の肩部間にわたる範囲に面的に接触させて内径方向に押圧することによってワークと治具の一体化を図ることにより、ワークの外表面がワークのままの未加工状態に維持された構成を実現することができる。 Specifically, when punching the pocket, the work and the jig are pressed by pressing the holding jig for intermittently rotating the work in the inner diameter direction while making a surface contact with the range extending between both the shoulders. Therefore, it is possible to realize a configuration in which the outer surface of the workpiece is maintained in an unprocessed state as the workpiece.
また、前記の課題を解決するために、この発明に係る転がり軸受は、保持器と、その保持器に保持された転動体を含む転がり軸受において、前記保持器として前記第一発明に係る保持器を使用したものである(以下、第二発明と称する。)。 In order to solve the above-mentioned problem, a rolling bearing according to the present invention is a rolling bearing including a cage and rolling elements held by the cage, and the cage according to the first invention is used as the cage. (Hereinafter referred to as the second invention).
さらに、前記の課題を解決するために、この発明に係る保持器の製造方法は、ダイの加工部の周りに保持器のワークをセットし、前記ワークと一体化した押さえ治具を介して当該ワークに間欠回転を与え、その間欠回転とタイミングを合わせて前記ワークの外径側からポケットを打ち抜くようにした保持器の加工方法において、前記押さえ治具が、円筒部とその円筒部の一端部に周方向に所定の間隔をおいて形成された所要数の押さえ爪とからなり、前記押さえ爪を前記ワークの外径面に沿わせるとともに、各押さえ爪の全体によって形成される内径を縮径させることにより、これらの押さえ爪と前記ワークとの一体化を図るようにしたものである(第三発明と称する。)。 Furthermore, in order to solve the above-described problem, a method of manufacturing a cage according to the present invention sets a workpiece of the cage around a die processing portion and uses a holding jig integrated with the workpiece. In the processing method of the cage in which the intermittent rotation is given to the workpiece and the pocket is punched from the outer diameter side of the workpiece in synchronization with the intermittent rotation, the holding jig includes the cylindrical portion and one end portion of the cylindrical portion. And a predetermined number of pressing claws formed at predetermined intervals in the circumferential direction. The pressing claws are arranged along the outer diameter surface of the workpiece, and the inner diameter formed by the entire pressing claws is reduced. By doing so, these holding claws and the workpiece are integrated (referred to as a third invention).
以上のように、第一発明から第三発明によれば、保持器打ち抜き加工に伴うキズの発生を消去するための後加工が不要となるので、保持器及び転がり軸受の製作コストの低減を図ることができる。また、第三発明の場合は、いわゆる外抜きであるので、保持器のサイズに左右されることがなく、任意のサイズの保持器にポケットの打ち抜き加工を施すことができる。さらに、第三発明を実施するための加工装置は、従来の加工装置のものと共通する構成が多いので、新たな設備や技術導入を必要としない。 As described above, according to the first invention to the third invention, post-processing for eliminating the generation of scratches associated with the punching of the cage is not necessary, so that the manufacturing cost of the cage and the rolling bearing can be reduced. be able to. In the case of the third invention, since it is a so-called outer punch, it is not affected by the size of the cage, and a pocket punching process can be performed on a cage of any size. Furthermore, since the processing apparatus for carrying out the third invention has many configurations in common with those of the conventional processing apparatus, new equipment and technology introduction are not required.
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態1]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[Embodiment 1]
図1(a)(b)及び図2に示した実施形態1に係る保持器1及びこれを用いた転がり軸受21は、先に図5(a)(b)及び図6に基づいて説明した先行技術に係るものと基本的には同一構造である。相違する点は、次の点である。
The
即ち、前述の先行技術に係る保持器1は、つば縁4(即ち、保持器1の端面)、肩部5を含む胴部2の外周面(以下、保持器1の外表面と総称する。)に加工時に発生したキズを消去するために旋削又は研削による後加工の痕跡8が存在したが(図5(a)、図6参照)、この発明の実施形態1に係る保持器1においては、保持器1の外表面にそのようなキズの発生が無く、したがってワークのままの無キズかつ未加工状態にあり、後加工の痕跡8が存在しない点である。
That is, the
前記のように保持器1の外表面を打ち抜き加工前のワークのままの未加工状態に維持するために、この実施形態1の場合は、ポケット6の打ち抜き加工の際に、両側の肩部5にわたる範囲に押さえ治具を面接触させ締付け力を及ぼすことによってワークと押さえ治具の一体化を図るようにしている。前記の締付け状態でポケット6の打ち抜き加工を行うことにより前記のような仕上がり、即ち、つば縁4又は肩部5の外表面が打ち抜き加工前のワークのままの未加工状態に維持された仕上がりを実現している。
As described above, in order to maintain the outer surface of the
なお、この発明の対象となる保持器1は、前記のような内向きのつば縁4を両端に設けたものに限らず、図1(c)に示したようなつば縁4がなく、円筒状の胴部の浅いくびれ部3aにポケット6を形成し、そのポケット6の両側に肩部5aを形成したもの、その他、図示を省略しているが、外向きつば縁を有するもの含まれる。
The
実施形態1に係る保持器1及びその保持器1を用いた転がり軸受21のその他の構成は図5及び図6に示した先行技術に係るものと全く同一であるので、図面上同一部分には同一符号を付し、その説明は、前述の先行技術に係る保持器1及びこれを用いた転がり軸受21の説明をすべて援用する。
[実施形態2]
The other configuration of the
[Embodiment 2]
次に、前記保持器の加工方法を実施形態2として図3及び図4に基づいて説明する。この場合の打ち抜き装置は、固定円筒体30が片持ち状態に固定され、その固定円筒体30の内部に片持ち状態に固定された円筒状のダイ31の基部31bが挿通支持される。
Next, a processing method of the cage will be described as a second embodiment with reference to FIGS. 3 and 4. In the punching device in this case, the fixed
ダイ31の前記基部31bから加工部31aが先端方向に延びている。前記ダイ31の加工部31aは、図3(c)に示したように、基部31bに対し中心がポンチ45の方向(垂直上方)に偏位した円筒状となっている。ただし、完全な円筒形ではなく、打ち抜きの安定を図るため、天頂部は大きなアールになっている。
A
その加工部31aは、基部31bより小径であるが、その頂部の高さは基部31bの頂部の高さと一致する。基部31b及び加工部31aには、基部31bの中心を中心とする貫通穴32が設けられ、その貫通穴32を経て抜きカスが排出される。
The processed
前記加工部31aにワーク35が着脱自在に嵌合される。ワーク35は、図3(b)に示したように、前記保持器1のポケット6の成形前の半製品状態のものであり、胴部2とその両端部に形成された内向きのつば縁4とから成る。胴部2は、その軸方向の中間部にくびれ部3が形成され、そのくびれ部3とつば縁4の間は肩部5となっている。
A
前記の加工部31aにおいて、ダイ31の外径面の軸方向の2個所に周方向の位置決めリブ34が設けられる。これらの位置決めリブ34は、前記ワーク35の両側の肩部5及び各肩部5の両側のつば縁4とくびれ部3とに囲まれた四角形の空所に合致する形状の四角形断面に形成されている。前記両側の位置決めリブ34の軸方向中間部相互間にわたる範囲に軸方向に長いポンチ穴37が設けられる。ポンチ穴37は、外径面から貫通穴32に貫通している。
In the processed
加工部31aの偏心量は、前記位置決めリブ34の高さより大きく形成され、位置決めリブ34に嵌合されたワーク35を径方向に持ち上げ、ダイ31の周りを軸方向に取り出し、またその反対にダイ31の外部からワーク35を加工部31aにセットする際の径方向の余裕を与える。
The eccentric amount of the
前記ように加工部31aにワーク35をセットした状態で、加工部31aの先端側から押さえ治具39が嵌合され、ワーク35の外径面に押し当てられる。
In the state where the
押さえ治具39は、図4(a)(b)に示したように、円筒部40の一端部の全周にわたり周方向に一定幅の間隔41をおいて所要数の押さえ爪42を櫛歯状に設けたものである。押さえ爪42は、径方向に弾性を持った細長い板状に形成され、その数(=押さえ爪42相互間の間隔41の数)はワーク35に加工するポケット6(図1参照)の数に等しく、その間隔41は、ポンチ45との干渉を避けるためにポンチ45の幅より若干大きく形成される。
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the holding
押さえ爪42の長さは、ワーク35より2〜3倍の長さに形成され、各押さえ爪42の内面によって形成される円筒面の内径はワーク35の外径に一致し、各押さえ爪42の内面形状は、ワーク35の外径面に面接触するような円弧面に形成される。
The length of the
さらに、各押さえ爪42の先端部外側面は、内径側に傾斜したテーパ面43となっている。各押さえ爪42の全体によって形成される外径の大きさは、前記固定円筒体30の内径より若干大きく形成され、前記テーパ面43で案内させつつ先端部を固定円筒体30に押し込んだ際、各押さえ爪42の全体が内径側に縮径され、ワーク35の両方の肩部5に面接触し、肩部5に締付け力を及ぼす。
Furthermore, the outer surface of the tip end portion of each
前記円筒部40は、前記ダイ保持具33より大径に形成され、その一部に駆動部(図示省略)に対する連結穴44が設けられる。駆動部は、打ち抜き加工の始めと終わりに押さえ治具39を軸方向に進退させ、ワーク35の着脱を可能にするとともに、打ち抜き加工時に周方向に前記間隔41の大きさで間欠送りされる。
The
前記の打ち抜き装置によって、ワーク35にポケット6を打ち抜く加工方法は、図3のダイ保持具33及び押さえ治具39を後退させ、ダイ31の開放端からワーク35を差し込み、加工部31aの所定位置にセットする。ワーク35はその両方の肩部5が位置決めリブ34に嵌合することにより安定する。
The punching device is used to punch the
次に、ダイ保持具33及び押さえ治具39を前進させ、ダイ保持具33の先端部をダイ31の先端部の内部穴に密に挿入することによりダイ31の自由端部を支持する。また、押さえ治具39の押さえ爪42の先端部を固定円筒体30の先端部の内部穴に密に挿入することにより、押さえ爪42の内径面を全体的に縮径させ、ワーク35の両方の肩部5を締め付ける。
Next, the die holder 33 and the holding
駆動部によって、押さえ治具39が周方向へ間欠駆動されると、押さえ爪42の部分の摩擦によって押さえ治具39とワーク35が一体に間欠送りされる。その間欠送りのタイミングに合わせ、加工部31aの上方に設けられたポンチ45が押さえ爪42相互間の間隔41の部分に下降し、ワーク35にポケット6を打ち抜きによって形成する。このような加工を繰り返すことにより、ワーク35の全周にわたりポケット6が形成されると、ダイ保持具33及び押さえ治具39が後退し、ワーク35をダイ31から取り外す。
When the
前記ワーク35が押さえ治具39と一体に間欠送りされるのは、押さえ治具39のすべての押さえ爪42とワーク35の肩部5の外径面の間の摩擦が、ワーク35と加工部31a間の摩擦より大きいためである。
The
以上のように、実施形態2の加工方法によって製作された保持器1(図1参照)は、ポケット6の打ち抜き加工の際につば縁4(保持器1の端面)に対し押さえ治具39が接触することがないので、その接触を原因とするキズが付くことがない。したがって、そのキズを消去するための後加工も必要がないので、つば縁4はワーク35のままの未加工状態に維持される。その面粗さのデータを前述の従来例と対比して表1に示す。従来例の場合に比べ顕著な差異のあることがわかる。
As described above, the retainer 1 (see FIG. 1) manufactured by the processing method of the second embodiment has the
肩部5を含む胴部2の外周面に対しては、押さえ治具39の押さえ爪42が面接触するので、これらの部分にキズを付けるおそれはないが、胴部2の外周面の面粗さに多少の影響がある。しかし、規格値に対して非常に小さな数値であり、後加工を必要とするような数値ではない(表1参照)。
Since the
また、外径真円度は、従来例と同程度であり、押さえ治具39によってワーク35を外径面から把持しても、真円度に対しては実質的な影響はないということができる。
なお、この発明の実施形態2の加工装置を示した図3(a)と、従来例の加工装置を示した図7(a)とを比較すると明らかなように、両方の装置においてダイを始めとする装置の構成部材や配置は変わらない。相違する点は、実施形態2の場合においては固定円筒体30の内径が従来例より大きくなり、また押さえ治具39に代えて櫛歯状の押さえ爪42を設けた点のみである。したがって、従来例の装置に多少の変更を加えるだけでよく、新たな設備や技術の導入は必要がないので、加工コストの低減を図ることができる。
3A showing the processing apparatus according to the second embodiment of the present invention and FIG. 7A showing the conventional processing apparatus, it is clear that a die is started in both apparatuses. The components and arrangement of the device are not changed. The only difference is that in the case of the second embodiment, the inner diameter of the fixed
1 保持器
2 胴部
3、3a くびれ部
4 つば縁
5、5a 肩部
6 ポケット
7 ころ
8 後加工の痕跡
9 固定円筒体
10 ダイ
10a 加工部
10b 基部
11 貫通穴
14 ワーク
15 位置決めリブ
16 ポンチ穴
18 押さえ治具
20 ポンチ
21 転がり軸受
23 ワーク
24 ダイ
25 肩部
26 チャック
27 ポンチ
30 固定円筒体
31 ダイ
31a 加工部
31b 基部
32 貫通穴
34 位置決めリブ
35 ワーク
37 ポンチ穴
39 押さえ治具
40 円筒部
41 間隔
42 押さえ爪
43 テーパ面
44 連結穴
45 ポンチ
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