JP6491469B2 - スラストころ軸受の保持器、およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スラストころ軸受の保持器（以下、単に「保持器」という場合がある）、およびその製造方法に関するものであり、特に、プレスを用いて製造されるスラストころ軸受の保持器、およびその製造方法に関するものである。

例えば、自動車用の自動変速機、カーエアコン用コンプレッサ等においてスラスト荷重が負荷される箇所には、スラスト荷重を受けるスラストころ軸受が配置される場合がある。このようなスラストころ軸受は、低燃費化、および省力化の観点から、軸受の回転トルクの低減が望まれている。スラストころ軸受は、回転軸方向に配置される軌道輪と、軌道輪の軌道面上を転動する複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器とを備える。保持器は、鋼板を折り曲げた後、ころを収容するポケット抜きを行って製造される場合がある。

このようなスラストころ軸受に備えられる保持器に関する技術が、例えば特開平１０−２２０４８２号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１のスラストころ軸受用保持器は、もみ抜きあるいは打ち抜き等されてなる環状本体と、この環状本体の外径側に設けられている凸部とで構成され、凸部は環状本体の折り返された外径側の端面における各ポケットに位置する部位を、内径方向へと突出してころの中心付近にその先端が対向するように突設されている。このスラストころ軸受用保持器によれば、凸部の先端がころの回転中心付近で接触するので、ころの回転トルクが小さく抑えられることが開示されている。

特開平１０−２２０４８２号公報

しかしながら、上記特許文献１のスラストころ軸受は、強度が十分でない場合、および／または、潤滑油の流れが良好でない場合があった。

そこで、本発明は、強度を向上するとともに、潤滑油の流れを良好にするスラストころ軸受の保持器およびその製造方法を提供することを課題とする。

上記特許文献１のスラストころ軸受において強度が十分でないという問題および潤滑油の流れが良好でないという問題は、凸部の形状に起因していることを本発明者は見出した。そして、本発明者が強度を向上するとともに、潤滑油の流れを良好にするために鋭意研究した結果、凸部の幅を所定範囲に特定することを突き止めた。

すなわち、本発明のスラストころ軸受の保持器は、スラストころ軸受に備えられ、ころを収容するポケットが複数設けられているスラストころ軸受の保持器であって、ポケットよりも外径側に位置する領域を内径側に折り曲げて形成された外径領域折り曲げ部と、ポケットのそれぞれに整列した位置で外径領域折り曲げ部の先端に設けられ、ポケットに収容されたころの端面に接触するようにポケットの外径側の端縁から内径側に突出する突出部とを備え、突出部の幅は、ポケットの幅の１／３以上２／３以下である。

本発明のスラストころ軸受の保持器の製造方法は、スラストころ軸受に備えられ、ころを収容するポケットが複数設けられているスラストころ軸受の保持器の製造方法であって、保持器となる保持器素材を準備する工程と、保持器素材に対して、ポケットに収容されたころの端面に接触するようにポケットの外径側の端縁から内径側に突出する突出部となる部分を含む外形形状を形成する工程と、保持器素材に対して、ポケットを形成する工程と、保持器素材においてポケットよりも外径側に位置する領域を内径側に折り曲げて、外径領域折り曲げ部を形成する工程とを備え、外形形状を形成する工程では、ポケットの幅の１／３以上２／３以下の幅を有する突出部となる部分を含む外形形状を形成する。

本発明のスラストころ軸受の保持器およびその製造方法によれば、突出部の幅がポケットの幅の１／３以上であるので、突出部の強度を向上することができる。また、突出部の幅がポケットの幅の２／３以下であるので、ポケットにおいてころの端面と突出部とが接触した状態において形成される空間が十分であるので、その空間に潤滑油が流れるため、潤滑油の流れを良好にすることができる。したがって、本発明のスラストころ軸受の保持器およびその製造方法は、強度を向上するとともに、潤滑油の流れを良好にすることができる。

本発明のスラストころ軸受の保持器において好ましくは、突出部は、平面視において円弧であり、突出部の円弧の半径は、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。

本発明のスラストころ軸受の保持器の製造方法において好ましくは、外形形状を形成する工程では、平面視において半径が０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の円弧である突出部となる部分を含む外形形状を形成する。

突出部が円弧であることによって、外径領域折り曲げ部を形成するためにポケットよりも外径側に位置する領域を折り曲げるときに、突出部の形状が変形することを防止できる。突出部の円弧の半径が０．４ｍｍ以上であると、折り曲げるときの突出部の変形をより防止することができるとともに、突出部の強度を向上できる。突出部の円弧の半径が０．７ｍｍ以下であると、スラストころ軸受の保持器を使用して、突出部においてころと接触する部分が摩耗しても、突出部においてころと接触する部分の面積の増加が小さい。このため、スラストころ軸受の保持器を長期間使用しても、回転トルクの低減を維持できる。

本発明のスラストころ軸受の保持器において好ましくは、突出部のうち、ころの端面と接触する領域は、面押し加工されている。

本発明のスラストころ軸受の保持器の製造方法において好ましくは、突出部のうち、ころの端面と接触する領域に面押し加工を行う工程をさらに備えている。

これにより、突出部のうち、ころ端面と接触する領域は、面押し加工されているため、軸受の回転時において、ころ端面と突出部のうちのころ端面と接触する領域との摺動により油膜が途切れることを軽減することができる。そうすると、この接触領域の潤滑性が向上し、ころのいわゆる保持器の突出部への攻撃性を緩和することができる。したがって、このようなスラストころ軸受の保持器は、軸受の回転トルクをさらに低減できる。

なお、上記「面押し加工」とは、外径領域折り曲げ部を形成する工程の際に、倒れ込み量を規制するためのストッパー的な役割を果たす金型の外径面を利用して、突出部を拡径方向に加圧することで、加工前後の表面の粗さ形状を平滑化する加工を意味する。具体的には、外形形状を形成する工程時に形成された、プレスせん断面または破断面が、面押し加工によって算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１）が２μｍ以下程度にまで平滑化できる。

本発明のスラストころ軸受の保持器において好ましくは、突出部は、保持器の外径側の領域を内径側に斜めに折り曲げるようにして形成されている。

本発明のスラストころ軸受の保持器の製造方法において好ましくは、外径領域折り曲げ部を形成する工程では、保持器素材においてポケットよりも外径側に位置する領域を内径側に斜めに折り曲げる。

外径領域折り曲げ部は、ポケットよりも外径側に位置する領域を内径側に斜めに折り曲げて形成されているので、上記特許文献１のように傾斜されていない（傾斜角度が０°）場合に比べて、外径領域折り曲げ部の先端に設けられた突出部においてころと接触する面積が小さい。ころの回転遠心力によりころが軸中心から外径側に向けて付勢されたときに、突出部においてころと接触する部分は摩擦になるが、斜めに折り曲げられた突出部においてころと接触する面積が小さいので、回転抵抗を低減できる。このため、回転トルクを低減できる。

本発明のスラストころ軸受の保持器およびその製造方法によれば、強度を向上するとともに、潤滑油の流れを良好にすることができる。

この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の保持器の一部を示す図である。 図１に示すスラストころ軸受の保持器の断面図である。 図２に示すスラストころ軸受の保持器の一部を示す拡大断面図である。 図２に示すスラストころ軸受の保持器の一部を示す拡大平面図である。 この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の保持器の製造方法の代表的な工程を示すフローチャートである。 凹凸形状形成工程を行った後の保持器素材の断面図である。 パイロット穴形成工程を行った後の保持器素材の一部を拡大して示す拡大断面図である。 外形形状形成工程を行った後の保持器素材の一部を拡大して示す拡大断面図である。 ポケット形成工程を行った後の保持器素材の一部を示す図である。 ポケット形成工程を行った後の保持器素材の一部を拡大して示す拡大断面図である。 外径領域折り曲げ工程の途中段階の保持器素材の一部を拡大して示す拡大断面図である。 外径領域折り曲げ工程を行う状態を示す拡大断面図である。 外径領域折り曲げ工程を行う状態を示す拡大断面図である。 外径領域折り曲げ工程を行った後の保持器素材の一部を拡大して示す拡大断面図である。 外径領域折り曲げ工程を行った後の保持器素材の一部を拡大して示す拡大断面図である。 外径領域折り曲げ工程を実施する状態を示す拡大断面図である。 面押し加工工程を行う状態を示す拡大断面図である。 面押し加工工程を行った後の外径領域折り曲げ部の先端部を拡大して示す拡大断面図である。 この発明の他の実施形態に係るスラストころ軸受の保持器の一部を示す断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係るスラストころ軸受の保持器の一部を示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。

図１は、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の保持器１１の一部を示す図である。図１は、保持器１１を保持器１１の回転軸方向から見た図である。図２は、図１に示すスラストころ軸受の保持器１１の断面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線で示す断面で切断した場合である。具体的には、図２の右側領域において、後述するポケットが形成されている部分の断面を示し、図２の左側領域において、後述する柱部が形成されている部分の断面を示している。図３は、図２に示すスラストころ軸受の保持器１１の一部を示す拡大断面図である。図３は、図２中のＩＩＩで示す領域の拡大断面図である。なお、図２および図３において、保持器１１の回転軸線１２を一点鎖線で示している。また、理解の容易の観点から、図３においては、後述するポケット２１に収容される針状ころ１３、および保持器１１の回転軸方向の両側に配置される一対の軌道輪１４、１５の一部を図示している。図４は、図１および図２に示すスラストころ軸受の保持器１１の一部を示す拡大平面図であり、図１中のＩＶで示す領域の拡大平面図である。なお、理解の容易の観点から、図４においては、後述するポケット２１に収容される針状ころ１３を図示している。なお、図１および図４における紙面表裏方向、図２および図３における紙面上下方向が、保持器１１の回転軸方向となる。また、図１中の矢印Ａ_１で示す方向またはその逆の方向が、周方向となる。なお、理解の容易の観点から、図２および図３中の紙面上側を、軸方向の上側とする。すなわち、図２および図３中の矢印Ａ_２で示す方向が、上方向となる。また、図２および図３における紙面左右方向が、径方向となる。図３中の矢印Ａ_３で示す方向が、外径方向となる。

図１〜図４を参照して、まず、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の保持器１１の構成について説明する。この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の保持器１１は、円板状であって、その中央領域に板厚方向に真直ぐに貫通する貫通穴２２が設けられている。貫通穴２２には、図示しない回転軸が配置される。

保持器１１は、それぞれ径の異なる一対の環状部２３、２４と、針状ころ１３を収容するポケット２１を形成するように周方向に間隔を開けて設けられ、一対の環状部２３、２４を連結する複数の柱部２５とを備える。

ポケット２１は、軸方向から見た場合に、略矩形状である。ポケット２１は、保持器１１の回転軸線１２を中心に放射状に配置されている。ポケット２１の側壁面には、ポケット２１に収容された針状ころ１３の軸方向の上側への脱落を防止する上側ころ止め部２６と、ポケット２１に収容された針状ころ１３の軸方向の下側への脱落を防止する下側ころ止め部２７、２８とが設けられている。上側ころ止め部２６は、ポケット２１の径方向中央に設けられている。また、下側ころ止め部２７は、ポケット２１の内径側に設けられ、下側ころ止め部２８は、ポケット２１の外径側に設けられている。上側ころ止め部２６、および下側ころ止め部２７、２８はそれぞれ、ポケット２１の周方向の両側の側壁面において、ポケット２１側に突出するようにして設けられている。

針状ころ１３は、ポケット２１内に押し込むようにして収容される。針状ころ１３の端面、具体的には軸受外方側に位置する端面１６および軸受内方側に位置する端面１７の形状は、平らである。

保持器１１には、板材を板厚方向に数回折り曲げて屈曲させた凹凸形状が形成されている。具体的には、保持器１１は、径方向に延びる四つの円板部３１、３２、３３、３４と、軸方向に延びる四つの円筒部３６、３７、３８、３９とを含む。四つの円板部３１〜３４は、内径側から、第一の円板部３１、第二の円板部３２、第三の円板部３３、第四の円板部３４の順に、その内径が大きくなるよう構成されている。また、四つの円筒部３６〜３９は、内径側から第一の円筒部３６、第二の円筒部３７、第三の円筒部３８、および第四の円筒部３９の順に配置される。第一の円筒部３６、および第二の円筒部３７は、軸方向に真直ぐに延びるように構成されている。第三の円筒部３８は、内径側部分が外径側部分よりも軸方向の下側に位置するように、やや傾斜して構成されている。一方、最も外径側に位置する第四の円筒部３９は、内径側部分が外径側部分よりも軸方向の上側に位置するように、やや傾斜して構成されている。なお、上記した上側ころ止め部２６は、第三の円板部３３に設けられる。また、上記した下側ころ止め部２７は、第二の円板部３２に設けられ、上記した下側ころ止め部２８は、第四の円板部３４に設けられる。なお、上記した内径側の環状部２３は、第一の円板部３１、第二の円板部３２の一部、第一の円筒部３６、および第二の円筒部３７を含む構成である。また、上記した外径側の環状部２４は、第四の円板部３４の一部、後述する外径領域折り曲げ部４１、および後述する突出部４４を含む構成である。上記した柱部２５は、第二の円板部３２の一部、第三の円板部３３、第四の円板部３４の一部、第三の円筒部３８、および第四の円筒部３９を含む構成である。

保持器１１は、保持器１１の外径側の領域を内径側に折り曲げた外径領域折り曲げ部４１を含む。すなわち、保持器１１には、ポケット２１よりも外径側に位置する領域を内径側に折り曲げて形成された外径領域折り曲げ部４１が設けられている。外径領域折り曲げ部４１は、軸方向に立上った立壁部であり、環状に連なって延びるように形成されている。

本実施の形態の外径領域折り曲げ部４１は、ポケット２１よりも外径側に位置する領域を内径側に斜めに折り曲げて形成されている。具体的には、外径領域折り曲げ部４１は、最も外径側に配置される第四の円板部３４の外径側の端部を、軸方向の上側に向けて所定の角度に折り曲げて形成される。

この外径領域折り曲げ部４１の角度、すなわち、外径領域折り曲げ部４１の内径側に位置する面４２と第四の円板部３４の上側の面４３との間の角度は、図２および図３中の角度Ｂ_１で示され、０°であってもよいが、鋭角であることが好ましい。

この外径領域折り曲げ部４１の先端には、ポケット２１のそれぞれに整列した位置で突出部４４が設けられている。つまり、突出部４４は、各ポケット２１に整列する位置に、径方向内側に向いている。ポケット２１に整列した位置とは、突出部４４の外周縁が、ポケット２１の外周縁と重なり合う位置である。すなわち、外径領域折り曲げ部４１の内径側の端縁は、ポケット２１の外径側の端縁と重なり合う。

突出部４４は、ポケット２１に収容されたころ１３の端面１６に接触するようにポケット２１の外径側の端縁から内径側に突出する。つまり、各突出部４４は、各ポケット２１に収容されたころの端面に当接してころの径方向外側への移動を規制する。突出部４４は、具体的には、外径領域折り曲げ部４１の内周側縁から内径側に連なって延びる形状である。すなわち、外径領域折り曲げ部４１と突出部４４とは一体成形されている。

突出部４４は、周方向の位置において、ポケット２１の周方向の中央に、その突出部４４の頂点が位置するように形成されている。具体的には、突出部４４のうちの最も内径側に位置する部分である面４２側の角部４５（突出部４４のうちの最も内径側に位置する角部４５）が、ポケット２１に収容された針状ころ１３の端面１６の中央に接触するよう設けられる。この場合の角部４５は、突出部４４のうちの第四の円板部３４側に位置する角である。

ここで、図４を参照して、突出部４４の形状について説明する。図４に示すように、突出部４４の幅Ｌは、ポケット２１の幅Ｘの１／３以上２／３以下である。ポケットの２１の幅Ｘとは、周方向の長さであり、ころ止め部２６〜２８が形成されていない空間の幅である。突出部４４の幅Ｌとは、突出部４４の最大幅位置の幅であり、図４では、突出部４４の根元部分の幅である。突出部４４が平面視において円弧である場合には、突出部４４の幅Ｌは、突出部４４の両端を結ぶ距離、すなわち弦である。突出部４４が平面視において円弧である場合には、突出部４４の円弧の半径Ｒは、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であり、０．５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であることが好ましい。半径Ｒは、突出部４４が平面視において円の一部である場合において、その円の半径である。

図１および図２に示すように、保持器１１には、三つのパイロット穴５１、５２が設けられている。この三つのパイロット穴５１、５２は、位置合わせ用の係合部となる。図１においては、パイロット穴の一つの図示を省略している。三つのパイロット穴５１、５２は、周方向に間隔を開けて板厚方向に真直ぐに貫通するように設けられている。三つのパイロット穴５１、５２はそれぞれ、丸穴状に開口されている。三つのパイロット穴５１、５２は、略等配に設けられており、この場合、保持器１１の回転軸線１２を中心として１２０度間隔で設けられている。このパイロット穴５１、５２は、具体的には、最も内径側に位置する第一の円板部３１において、径方向の中央に設けられている。なお、パイロット穴５１、５２の直径としては、例えば、φ２．５ｍｍや、φ３ｍｍが選択される。

なお、このような保持器１１が備えられたスラストころ軸受２０は、例えば、複数の針状ころ１３と、上側に位置する軌道輪１４、下側に位置する軌道輪１５とを備える構成である。そして、スラストころ軸受２０の軸受稼働時において、ポケット２１に収容された針状ころ１３は、軸方向の上側に位置する軌道輪１４の軌道面１８、および軸方向の下側に位置する軌道輪１５の軌道面１９上を転動する。保持器１１は、回転軸線１２を中心に自転運動を行う。また、ポケット２１に収容された各針状ころ１３はそれぞれ、自転運動を行いながら公転運動を行う。ここで、針状ころ１３には、外径側への遠心力が働く。そして、針状ころ１３の端面１６の中央は、保持器１１に設けられた突出部４４、具体的には、保持器１１に設けられた突出部４４の最も内径側に位置する角部４５とすべり接触する。すなわち、突出部４４のうちのこの角部４５が、針状ころ１３の端面１６と接触する領域となる。

ここで、角部４５は、面押し加工されている。この面押し加工により、角部４５は、鋭利に尖った部分を有さず、角部４５を構成する面と滑らかに連なることとなる。このため、角部４５が接触する相手側の部材への攻撃性が緩和される。

次に、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の保持器１１の製造方法について、説明する。スラストころ軸受の保持器１１の製造については、トランスファープレスを用いて行う。トランスファープレスは、装置構成がさほど複雑ではなく、比較的安価なプレス装置である。図５は、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受の保持器１１の製造方法の代表的な工程を示すフローチャートである。

図５を参照して、まず、後に保持器１１となる保持器素材を準備する（保持器素材準備工程：ステップＳ１）。この保持器素材としては、例えば、薄い平板状の鋼板が用いられる。ここで、保持器素材としては、後の外形形状形成工程（ステップＳ４）において、最終的な保持器の外形形状を形成するため、この段階においては、略矩形状に切断された板材であってもよいし、円板状の板材であってもよい。

次に、このような保持器素材に対し、板厚方向に凹凸形状を形成する（凹凸形状形成工程：ステップＳ２）。これにより、薄板状の保持器１１であっても、保持器１１の回転軸方向の長さ寸法を大きく確保することができ、ころを適切に保持することができる。

この工程では、具体的には、保持器素材に対して、絞り加工を施すことにより行う。この場合、凹凸形状をより効率的に形成することができる。図６は、凹凸形状形成工程を行った後の保持器素材の断面図である。図６に示す断面は、図２に示す断面に相当する。具体的には、図６を参照して、平板状の保持器素材５６に対し、絞り加工を行って、第一〜第四の円板部６１〜６４、および第一〜第四の円筒部６６〜６９を形成する。そして、中央に板厚方向に貫通する丸穴状の貫通穴５７を設ける。すなわち、この場合、保持器素材５６は、軸方向に複数回屈曲させたいわゆる山谷形状を有することとなる。

次に、係合部としてのパイロット穴を形成する（パイロット穴形成工程：ステップＳ３）。図７は、パイロット穴形成工程を行った後の保持器素材５６の一部を拡大して示す拡大断面図である。図７に示す断面は、図２における領域ＶＩＩに示す部分に相当する。係合部としてのパイロット穴７１は、第一の円板部６１の径方向の中央において、板厚方向に真直ぐに貫通するように設けられる。パイロット穴７１は、周方向に１２０度の間隔を開けて略等配に合計三つ設けられる。

その後、保持器素材５６の外形形状を形成する（外形形状形成工程：ステップＳ４）。この工程では、後で実施するポケット形成工程（ステップＳ５）において形成されるポケットの幅の１／３以上２／３以下の幅を有する突出部となる部分を含む外形形状を形成する。また、平面視において半径が０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の円弧である突出部となる部分を含む外形形状を形成する。

図８は、外形形状形成工程を行った後の保持器素材５６の一部を拡大して示す拡大断面図である。図８に示す断面は、図２における領域ＶＩＩに示す部分に相当し、図９中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩで示す断面で切断した場合である。具体的には、後で実施する外径領域折り曲げ工程（ステップＳ７）等によって最終的な保持器１１の外形形状となるように、保持器素材５６を板厚方向に真直ぐに打ち抜くようにして形成する。この場合、保持器素材５６の外形形状を比較的容易に、かつ、精度よく形成することができる。このようにして、保持器１１の外径側の端部７２、具体的には、第四の円板部６４の外径側の端部７２が形成される。

ここで、外形形状を形成する際に、後に突出部７０となる部分を形成するようにして、保持器素材５６を打ち抜く。すなわち、この場合、外形形状形成工程は、突出部を形成する突出部形成工程でもある。図９は、外形形状形成工程の後に行われるポケット形成工程を行った後の保持器素材５６の一部を示す図である。図９は、図１に対応する。突出部７０を形成するよう打ち抜く際には、複数のパイロット穴７１を利用して、周方向の位置決めを行う。具体的には、先端が尖っており、テーパ状に徐々にその径を大きくしていくいわゆる鉛筆形状の位置決め治具となるガイドピン（図示せず）を複数準備し、複数のパイロット穴７１に板厚方向の一方側から、それぞれ徐々に挿入する。そして、複数のガイドピンにより位置決めを行って、突出部７０の位置、形状等を考慮して、全体の外形形状を打ち抜く打ち抜き装置（図示せず）により打ち抜く。こうすることにより、多少、打ち抜き装置と保持器素材５６との位置が正確に突出部７０を設ける位置からずれていたとしても、先端が尖った鉛筆形状のガイドピンがパイロット穴７１に徐々に挿入されていく過程において、打ち抜き装置との位置関係について、突出部７０を設けるべき正しい位置に保持器素材５６を戻して、打ち抜きを行うことができる。この場合、三つのパイロット穴７１が設けられているため、位置決めを行う際に保持器素材５６の回転等を防止して、より確実な位置決めを行うことができる。

次に、ポケットを形成する（ポケット形成工程：ステップＳ５）。図１０は、ポケット形成工程を行った後の保持器素材の一部を拡大して示す拡大断面図である。図１０に示す断面は、図２における領域ＩＩＩに示す部分に相当し、図９中のＸ−Ｘで示す断面で切断した場合である。この場合、ポケット７３は、第二の円板部６２の一部、第三の円板部６３、第四の円板部６４の一部に亘り、かつ、第三の円筒部６８、および第四の円筒部６９に亘って、保持器素材５６を板厚方向に真直ぐに貫通するようにポケット抜きして形成される。ここでは、図１０中の図示はしないが、ポケット７３の周方向の内側に突出する形状の上側ころ止め部、下側ころ止め部も同時に形成される。すなわち、上側ころ止め部および下側ころ止め部の形状を考慮した上で、ポケット７３に収容される針状ころ１３の外形形状に沿って、ポケット抜きを行う。ポケット抜きによってポケット７３を複数同時に形成することにしてもよいし、ポケット７３を一つずつ形成することにしてもよい。

ここで、保持器素材５６にポケット７３を形成するに際しても、ポケット抜きを行う打ち抜き装置（図示せず）と打ち抜かれる保持器素材５６との位置合わせは、パイロット穴７１を用いて行う。すなわち、パイロット穴７１が設けられた位置を基準として、ポケット７３を形成する。この場合も、上記した外形形状形成工程と同様に、複数のパイロット穴７１を利用して、周方向の位置決めを行う。具体的には、上記と同様に、尖った鉛筆形状の位置決め治具としてのガイドピンを複数準備し、複数のパイロット穴７１に板厚方向の一方側から先端を徐々に挿入させる。そして、複数のガイドピンにより位置決めを行って、ポケット７３の位置、形状等を考慮して、打ち抜き装置によりポケット７３を打ち抜く。こうすることにより、設けられるポケット７３と突出部７０との周方向の位相を揃えて、形成されるポケット７３と形成される突出部７０との位置関係を適切にすることができる。このため、形成される突出部７０と形成されるポケット７３との位置関係において、突出部７０を精度よく効率的に形成することができるとともに、適切な箇所に精度よく突出部４４が形成されているため、軸受稼働時において針状ころ１３の端面１６と突出部４４とを適切に接触させることができる。なお、複数のポケット７３を同時に打ち抜いて形成してもよいし、一つずつポケット７３を打ち抜いて形成してもよい。

本実施の形態では、ポケット７３よりも内径側の領域にパイロット穴７１を形成している。この場合、保持器１１の有するスペースを有効に利用して、パイロット穴７１を形成することができる。

また、本実施の形態では、周方向において、ポケット７３が設けられる箇所を避けた位置にパイロット穴７１を形成している。この場合、保持器１１の周方向において、局部的な強度の低下を回避することができる。なお、パイロット穴７１との位置関係については、任意に定められる。この場合においては、具体的には、隣り合うポケット７３同士の周方向の中央に対応する位置にパイロット穴７１が配置されるようにして、複数のポケット７３が形成されている。

次に、図９および図１０に示すように、保持器素材に対して、ポケット７３の外径側に環状の溝７９を形成する（溝形成工程：ステップＳ６）。この工程（ステップＳ６）では、後述する外径領域折り曲げ工程（ステップＳ７）において、外径領域折り曲げ部４１を形成するために折り曲げ起点となる位置に、溝７９を形成する。溝形成工程（ステップＳ６）を実施することにより、後述する外径領域折り曲げ工程（ステップＳ７）において、保持器素材５６の外径側の領域を容易に内側に折り曲げることができるが、溝形成工程（ステップＳ６）は省略されてもよい。また、ステップＳ４〜Ｓ６の順序は特に限定されない。

次に、保持器素材５６においてポケット７３よりも外径側に位置する領域を内径側に折り曲げて、外径領域折り曲げ部を形成する（外径領域折り曲げ工程）（ステップＳ７）。この工程では、鋭角の傾斜角度で内径側に斜めに折り曲げて、外径領域折り曲げ部を形成することが好ましい。また、溝形成工程（ステップＳ６）を実施している場合には、溝７９を折り曲げ起点として、保持器素材５６の外径側の領域を折り曲げて、外径領域折り曲げ部を形成する。

図１１は、外径領域折り曲げ工程の途中段階の保持器素材の一部を拡大して示す拡大断面図である。図１２および図１３は、外径領域折り曲げ工程を実施する状態を示す拡大断面図である。図１４および図１５は、外径領域折り曲げ工程を行った後の保持器素材５６の一部を拡大して示す拡大断面図である。図１１および図１４に示す断面は、図２における領域ＶＩＩに示す部分に相当する。図１５に示す断面は、図２における領域ＩＩＩに示す部分に相当する。図１２および図１３に示す断面は、保持器素材５６において図２における領域ＶＩＩに示す部分に相当する箇所のさらに外径側の領域と、保持部材１０１、１０２および押圧部材１０３との位置関係を示す。ここでは、図１１に示すように、環状に延びる保持器素材５６の外径側の端部７２を全域に亘って一旦、板厚方向に真直ぐとなるよう折り曲げる。すなわち、外径領域折り曲げ部７４の内径側に位置する面７５と第四の円板部６４の上側の面７６との間の角度Ｂ_２は、おおよそ直角である。直角に折り曲げる方法は特に限定されないが、例えば、以下のように行う。図１２に示すように、保持器素材５６において第四の円板部６４の外径側の領域を除く領域を保持部材１０１、１０２で上下方向に挟み込んで保持し、第四の円板部６４の外径側の領域の下に押圧部材１０３を配置する。次いで、図１３に示すように、押圧部材１０３を上に押し上げることにより、外径側領域折り曲げ部７４が第四の円板部６４に対して直角になるように折り曲げることができる。

その後、図１４および図１５に示すように、外径側領域折り曲げ部７４を内径側に向かって折り曲げて、外径領域折り曲げ部７４を形成する。なお、折り曲げの角度（傾斜角度）、すなわち、外径領域折り曲げ部７４の内径側に位置する面７５と第四の円板部６４の上側の面７６との間の角度は、図１４および図１５中の角度Ｂ_３で示される。角度Ｂ_３は、上記した角度Ｂ_１に相当する。すなわち、角度Ｂ_１と角度Ｂ_３とは等しい関係にある。角度Ｂ_１および角度Ｂ_３は、鋭角であることが好ましい。

この場合、周方向の位置関係において、突出部７０がポケット７３の周方向の中央に設けられているため、適切な箇所に突出部７０が形成されることになる。具体的には、突出部７０のうち、第四の円板部６４側に位置する角部７７で、針状ころ１３の端面１６の中央と当接することになる。また、図４に示すように、突出部の幅Ｌがポケットの幅の１／３以上２／３以下であり、好ましくは、突出部の円弧の半径Ｒが０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であるような突出部７０を形成することになる。最後に、突出部７０のうち、針状ころ１３の端面１６と接触する領域の面押し加工を行う。このようにして、上記した図１〜図４に示す構成のスラストころ軸受の保持器１１を製造する。

なお、環状に延びる保持器素材５６の外径側の端部７２が板厚方向に真直ぐとなるよう折り曲げられた保持器素材５６を内径側に向かって折り曲げる工程と、面押し加工を行う工程とは連続して実施してもよい。図１６は、外径領域折り曲げ工程を実施する状態を示す拡大断面図である。図１７は、面押し加工工程を実施する状態を示す拡大断面図である。図１８は、面押し加工工程を行った後の外径領域折り曲げ部の先端を拡大して示す拡大断面図である。具体的には、図１６に示すように、外径側領域折り曲げ部７４が第四の円板部６４に対して直角になるように折り曲げられた保持器素材５６において、外径側領域折り曲げ部７４よりも内径側の領域を金型１０４、１０５で上下方向に挟み込んで保持する。このとき、上側の金型１０４の外径側端縁は、下側の金型１０５の外径側端縁よりも内径側に位置している。さらに、外径領域折り曲げ部７４を上方から下方に向けて加圧する金型１０６を、外径領域折り曲げ部７４の外径側に位置する面７８に接するように配置する。金型１０６は、上側の金型１０４と突き合わされ、かつ鉛直方向に延びる内径側端面１０６ａと、この内径側端面１０６ａと連なり、かつ外径側に延びる水平面１０６ｂと、外径領域折り曲げ部７４の外径側の面７８と突き合わせられ、かつ鉛直方向に延びる内径側面１０６ｃとを備え、水平面１０６ｂと内径側面１０６ｃとの交差する部分１０６ｄは、丸（Ｒ）形状である。この状態で内径側端面１０６ａが金型１０４の外径側端面１０４ａに沿うように金型１０６を下方に移動すると、丸形状である部分１０６ｄに案内されて、外径領域折り曲げ部７４を内径側に向かって斜めになるように折り曲げることができる。その後、図１７に示すように、金型１０４をさらに下方に移動し、金型１０４の外径側端面１０４ａで外径領域折り曲げ部７４において内径側に位置する角を平滑化し、かつ金型１０６の水平面１０６ｂで外径領域折り曲げ部７４における外径側に位置する角を平滑化する。これにより、図１８に示すように、ころの端面と接触する領域が面押し加工されている突出部７０を形成することができる。

なお、上記の実施の形態においては、突出部のうちの第四の円板部側に位置する角部が、ポケットに収容された針状ころの端面の中央に接触することとしたが、以下の構成としてもよい。図１９は、この場合の保持器の一部を示す断面図である。図１９は、図３に示す保持器の断面に相当する。

図１９を参照して、この発明の他の実施形態に係るスラストころ軸受の保持器８１には、外径領域折り曲げ部８２のうち、ポケット８５が形成された位置において、突出部８３が設けられている。突出部８３は、第四の円板部８６側と逆の角部８４において、ポケット８５に収容された針状ころ１３の端面１６の中央に接触する構成としている。この角部８４に、面押し加工が施されている。なお、このような構成とするには、外径領域折り曲げ工程において、角部８４に沿う角度を持った治具を使用して加工して行うとよい。

また、パイロット穴を設ける位置については、ポケットが設けられる位置としてもよい。すなわち、複数設けられるポケットのうちの一つを、パイロット穴としてもよい。図２０は、この場合における保持器の一部を示す図である。図２０を参照して、この発明のさらに他の実施形態に係るスラストころ軸受の保持器９１は、複数のポケット９２と、隣り合う二つのポケット９２の間に位置する柱部９３とを含む。そして、ポケット９２とポケット９２との間において、ポケット９２が形成されるべき柱部９４の位置に、パイロット穴９５が設けられている。このパイロット穴９５は、周方向に等配に設けられる複数のポケット９２のうち、一つのポケット９２をパイロット穴９５でいわゆる代替した形状となる。

なお、上記の実施の形態においては、パイロット穴については、板厚方向に真直ぐに貫通するよう構成することとしたが、これに限らず、例えば、パイロット穴の壁面がテーパ状となるように貫通していてもよい。また、丸穴状の形状に関わらず、四角形状の穴や三角形状の穴等を採用することもできる。なお、係合部としてパイロット穴を設けることとしたが、これに限らず、係合部を他の構成、例えば、切り欠きによって構成することにしてもよい。

また、上記の実施の形態においては、凹凸形状形成工程において絞り加工を行うこととしたが、これに限らず、絞り加工以外の工程、例えば折り曲げ加工によって凹凸形状を形成することにしてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、保持器は板厚方向に凹凸形状を形成するよう構成することとしたが、これに限らず、保持器は板厚方向に凹凸形状を有さず、いわゆる２枚板合わせの形状の保持器を用いるよう構成してもよい。

また、上記の実施の形態において、このような保持器が備えられるスラストころ軸受において、軌道輪を備えない構成としてもよい。さらには、針状ころ以外のころ、例えば、棒状ころ等を用いることにしても構わない。

続いて、本実施の形態のスラストころ軸受の保持器およびその製造方法の効果について説明する。本発明者は、突出部の幅に対する潤滑油の流れの状態および強度について、下記の表１に記載の知見を得ている。

表１において、「幅Ｌ」とは、図４に示す突出部４４の幅Ｌを意味し、ポケット２１の幅Ｘに対する比率である。

また、「潤滑油の流れ」とは、保持器のポケットにころを収容したスラストころ軸受を使用するときの潤滑油の流れである。「◎」は、潤滑油の流れが非常に良好であることを意味する。「○」は潤滑油の流れが良好であることを意味する。「△」は、潤滑油の流れが良好でないことを意味する。「×」は、潤滑油の流れが悪いことを意味する。つまり、潤滑油の流れが良好な順に、◎、○、△、×である。

また、「強度」とは、保持器のポケットにころを収容したスラストころ軸受を使用するときの突出部の強度である。「○」は、スラストころ軸受の使用によって、突出部を維持できることを意味する。「×」は、スラストころ軸受の使用によって、突出部を維持できないことを意味する。つまり、強度の高い順に、○、×である。

表１に示すように、突出部の幅がポケットの幅の１／３以上２／３以下である実施例１〜３は、ころの外径側端面と突出部とが接触した状態で、ポケットにおいて、ころ、外径領域折り曲げ部、および突出部との隙間が十分に形成されるので、その隙間に潤滑油が流れることができるため、スラストころ軸受において潤滑油が流れやすくなる。具体的には、突出部の幅Ｌがポケットの幅Ｘの１／３以上２／３以下である実施例１〜３は、ポケットの外径側の領域から上方に向けて（軸方向に）潤滑油が流れる際に、中央に位置する突出部により潤滑油の流動が阻止されにくい。このため、潤滑油は、ポケットの外径側領域から上方に向けて流れ、さらに周方向に流れることができるので、潤滑油の流れが良好である。一方、突出部の幅Ｌがポケットの幅Ｘの３／４である比較例２は、ポケットの外径側の領域から上方に向けて潤滑油が流れる際に突出部が障害になるので、潤滑油の流れが良好にならない。突出部の幅Ｌがポケットの幅Ｘと同じである比較例１は、突出部により、ポケットの外径側の領域から上方に向けて潤滑油が流れない。

また、表１に示すように、突出部の幅Ｌがポケットの幅Ｘの１／３以上２／３以下である実施例１〜３は、ころの回転遠心力（内径側から外径側に向けて付勢される力）が突出部に加えられた際に、ころからの荷重に耐えて形状を維持しやすく、強度が高い。一方、突出部の幅Ｌがポケットの幅Ｘの１／４の比較例３は、ころからの荷重に対して、形状が変形しやすく、強度が低い。

したがって、本実施の形態のスラストころ軸受の保持器およびその製造方法は、突出部の幅Ｌがポケットの幅Ｘの１／３以上２／３以下であるので、強度を向上するとともに、潤滑油の流れを良好にすることができる。

それに加えて、突出部が、保持器の外径側の領域を内径側に斜めに折り曲げるようにして形成されており、かつ、突出部のうち、ころの端面と接触する領域が面押し加工されている場合には、突出部の幅Ｌをポケットの幅Ｘの１／３以上２／３以下とすることにより、以下の効果をさらに有する。外径領域折り曲げ部が、ポケットよりも外径側に位置する領域を内径側に傾斜角度を有するように折り曲げて形成されていると、上記特許文献１のように傾斜角度が０°（比較例１）の場合と比べて、突出部においてころと接触する面積が小さい。具体的には、傾斜角度が０°の上記特許文献１では、凸部の先端面全体がポケットに収容されたころの端面の中央に接触するのに対し、本実施の形態では、突出部の先端面において最も内径側に位置する角部がポケットに収容されたころの端面の中央に接触し、面接触ではなく点接触に近い状態である。ころの回転遠心力によりころが軸中心から外径側に向けて付勢されたときに、突出部においてころと接触する部分は摩擦になるので、ころと接触する面積が小さい本実施の形態の突出部は、回転抵抗を低減できるため、回転トルクを低減できる。このような突出部を形成するために、外径領域折り曲げ工程（ステップＳ７）および面押し加工工程を実施しているが、突出部の幅Ｌをポケットの幅Ｘの１／３以上とすることにより、これらの工程時に、突出部の形状が損傷し難く、形状が崩れることを防止できる。具体的には、外径領域折り曲げ工程（ステップＳ７）および面押し加工工程では、例えば、上述したようにプレス加工が行われるが、このプレス加工時に、突出部が変形してつぶれることを防止できる。

また、本発明者は、突出部が平面視において円弧である場合の突出部の円弧の半径に対する長時間使用後の回転トルク、加工時の形状、および強度について、下記の表２に記載の知見を得ている。なお、表２に記載の突出部は、突出部の幅がポケットの幅の１／２である。

表２において、「半径Ｒ」とは、突出部が平面視において円弧であって、その円弧の半径を意味し、図４に示す突出部４４の半径Ｒである。

また、「長時間後のトルク」とは、保持器のポケットにころを収容したスラストころ軸受を長時間使用したときの回転トルクである。「○」は、長時間使用後の回転トルクが、初期の回転トルクからほぼ低下していないことを意味する。「×」は、長時間使用後の回転トルクが、初期の回転トルクから大幅に低下していることを意味する。つまり、長時間使用後の回転トルクの低下が小さい順に、○、×である。

また、「加工時の形状」とは、外径領域折り曲げ工程（ステップＳ７）を実施した後の突出部の形状である。「○」は、外径領域折り曲げ工程を実施しても突出部の形状が維持されたことを意味する。「×」は、外径領域折り曲げ工程を実施したときに、突出部の形状がくずれたことを意味する。

また、「強度」とは、表１の強度と同様である。「○」は、スラストころ軸受の使用によって、突出部を維持できることを意味する。「△」は、スラストころ軸受の使用によって、ころからの荷重が中程度以下であれば、突出部を維持できることを意味し、表１における「×」よりも強度が高い。つまり、表１および表２において、強度の高い順に、○、△、×である。

表２に示すように、突出部の円弧の半径Ｒが０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の実施例２、４〜７は、スラストころ軸受を長時間使用して、突出部においてころと接触する部分が摩耗しても、突出部においてころと接触する部分の面積（摩滅後の突出部におけるころとの接触面積）の増加が小さいため、回転トルクの低減を抑制できる。つまり、保持器を長時間使用することにより突出部が摩耗すると、ころと接触する面積が増加するが、その増加の割合が低いため長期間使用後の回転トルクの低下を抑制できる。

また、突出部の円弧の半径Ｒが０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である実施例２、５〜８は、外径領域折り曲げ工程（ステップＳ７）を実施したときの突出部の形状くずれがない。突出部の円弧の半径Ｒが０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である実施例２、５〜８は、特に、図１６および図１７に示す外径領域折り曲げ工程（ステップＳ７）と面押し加工とを連続してプレス加工する場合には、突出部の形状くずれを効果的に抑制できる。

また、突出部の幅がポケットの幅の１／３以上２／３以下であれば、突出部の円弧の半径Ｒによらずに、突出部は、中程度以上のころからの荷重に対して耐える強度を有しているが、突出部の円弧の半径Ｒが０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である実施例２、５〜８は、さらに強度が高くなる。

したがって、突出部の円弧の半径Ｒが０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である実施例２、５〜７は、長時間後のトルク、加工時の形状維持および強度の評価がすべて○である。つまり、突出部の幅がポケットの幅の１／３以上２／３以下で、かつ、突出部の円弧の半径が０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であることにより、強度を向上し、潤滑油の流れを良好にし、長期間使用後の回転トルクの低下を抑制でき、加工時の形状を維持できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明に係るスラストころ軸受の保持器、およびその製造方法は、性能の良好なスラストころ軸受の保持器、およびこのようなスラストころ軸受の保持器のより効率的な製造が要求される場合において、有効に利用される。

１１，８１，９１ 保持器、１２ 回転軸線、１３ ころ、１４，１５ 軌道輪、１６，１７ 端面、１８，１９ 軌道面、２０ スラストころ軸受、２１，７３，８５，９２ ポケット、２２，５７ 貫通穴、２３，２４ 環状部、２５，９３，９４ 柱部、２６，２７，２８ ころ止め部、３１，３２，３３，３４，６１，６２，６３，６４，８６ 円板部、３６，３７，３８，３９，６６，６７，６８，６９ 円筒部、４１，７４，８２ 外径領域折り曲げ部、４２，４３，７５，７６，７８ 面、４４，７０，８３ 突出部、４５，７７，８４ 角部、５１，５２，７１，９５ パイロット穴、５６ 保持器素材、７２ 端部、７９ 溝、１０１，１０２ 保持部材、１０３ 押圧部材、１０４，１０５，１０６ 金型、１０４ａ 外径側端面、１０６ａ 内径側端面、１０６ｂ 水平面、１０６ｃ 内径側面、１０６ｄ 部分。

Claims (4)

1. スラストころ軸受に備えられ、ころを収容するポケットが複数設けられているスラストころ軸受の保持器であって、
   前記ポケットよりも外径側に位置する領域を含む円板部と、
   前記ポケットよりも外径側に位置する前記円板部を内径側に折り曲げて形成された外径領域折り曲げ部と、
   前記ポケットのそれぞれに整列した位置で前記外径領域折り曲げ部の先端に設けられ、前記ポケットに収容されたころの端面に接触するように前記ポケットの外径側の端縁から内径側に突出する突出部とを備え、
   前記突出部の幅は、前記ポケットの幅の１／３以上２／３以下であり、
   前記突出部のうち、前記ころの端面と接触する領域は、面押し加工されていて、
   前記突出部の板厚は、前記円板部の板厚よりも小さく、
   前記突出部は、前記保持器の外径側の領域を内径側に斜めに折り曲げるようにして形成されている、スラストころ軸受の保持器。
2. 前記突出部は、平面視において円弧であり、
   前記突出部の円弧の半径は、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である、請求項１に記載のスラストころ軸受の保持器。
3. スラストころ軸受に備えられ、ころを収容するポケットが複数設けられているスラストころ軸受の保持器の製造方法であって、
   保持器となる保持器素材を準備する工程と、
   前記保持器素材に対して、前記ポケットに収容されたころの端面に接触するように前記ポケットの外径側の端縁から内径側に突出する突出部となる部分を含む外形形状を形成する工程と、
   前記保持器素材に対して、前記ポケットを形成する工程と、
   前記保持器素材において前記ポケットよりも外径側に位置する領域を内径側に折り曲げて、外径領域折り曲げ部を形成する工程と、
   前記突出部のうち、前記ころの端面と接触する領域に面押し加工を行って、前記突出部の板厚を前記円板部の板厚よりも小さくする工程とを備え、
   前記外形形状を形成する工程では、前記ポケットの幅の１／３以上２／３以下の幅を有する前記突出部となる部分を含む外形形状を形成し、
   前記外径領域折り曲げ部を形成する工程では、前記保持器素材において前記ポケットよりも外径側に位置する領域を内径側に斜めに折り曲げる、スラストころ軸受の保持器の製造方法。
4. 前記外形形状を形成する工程では、平面視において半径が０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の円弧である前記突出部となる部分を含む外形形状を形成する、請求項３に記載のスラストころ軸受の保持器の製造方法。

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