JPH0138574B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、巻きブツシユ軸受の製造方法ならび
に該製造方法に使用される金型に関するものであ
る。とくに、鋼裏金表面に銅合金や軟質金属ある
いは摩擦特性にすぐれたプラスチツクを被着せし
めて摺動面層を形成したブランクから巻きブツシ
ユ軸受を製造する方法ならびに該製造方法に使用
される金型に関する。

従来、この種のブランクは打抜きまたは切断に
よつて得ているが、断面部に微小凹凸があつた
り、かえりを生じたり、あるいはまた断面近くの
板厚に変動を生じたりして、本発明の巻きブツシ
ユ軸受用のブランクとしては問題があつた。

このような断面の不具合は、別途に切削や研削
を行なつて取除いているが、このような手段は
往々にして切り粉や研削粉が摺動面層に強く附着
して、通常の洗浄手段によつては、容易には除去
され難いという問題があり、軸受用途としては摩
擦摩耗特性に弊害をもたらすという新たな問題を
生ずる。

また、ブランクを丸曲げして、接合面を隙間な
く当接せしめるには、ブランク端面にテーパーを
設けておく必要がある。

このテーパー部の形成は、上述したブランク製
作時の打抜きや切削と同時に行なうこともでき、
また普通に打抜きや切断を行なつたのち、切削や
研削によつて行なうこともできるが、いずれにし
ても上述したような問題が残されているほか、断
面近くの板厚の変動には対処できないこと、そし
て他に厄介な問題はスプリングバツクである。

このような問題を解決する一つの手段として、
ブランクを丸曲げしたのち、別途の金型を用いて
ブツシユをその軸線方向に押圧する所謂アプセツ
ト（据込み）加工を採用することが推奨されてい
る。

この方法は、とくに径方向の寸法精度の向上、
そしてスプリングバツクの防止に有効な手段であ
るが、ブランクの切断面が荒かつたり、断面近く
の板厚の変動が大きかつたりすると、据込み率の
変化も大きく、摺動面に悪影響を及ぼす場合もあ
るので、ブランクの調整が全く不要ということに
はならない。

本発明は、巻きブツシユ製造の際に生ずるこの
ような問題を解決するためになされたもので、ブ
ランクの両端に、直線部と一連につらなり、かつ
同一方向に湾曲した円弧部を設けるとともに、該
円弧部の端面板厚部をそれぞれの円弧部の曲率中
心方向に下り勾配となるテーパー面とするＵ曲げ
工程、Ｕ曲げされたワークの一方の円弧部を下型
の円筒凹部に当接せしめ、他方の円弧部を上型の
円筒凹部に当接せしめて押圧し、上型と下型との
間に配された芯金まわりに該ワークを捲回してそ
れぞれのテーパー面を当接せしめる丸曲げ工程と
からなる巻きブツシユ軸受の製造方法ならびに該
製造方法に使用される金型を提供するものであ
る。

ブランクを丸曲げして円筒体を作るに際し、予
めブランクをＵ曲げしておくことは真円度を高め
たり、スプリングバツクを少くしたりする観点か
ら有効であり、従来広く行なわれている手段であ
る。

しかし、単なるＵ曲げとくに端面近くの円弧曲
げ（ニツプ曲げ）では、ワークおよび丸曲げして
ブツシユとしたときのスプリングバツクを完全に
防止することはできない。これはワークに曲げ応
力が残留していることに起因する。

本発明では、ブランクからこのＵ曲げワークを
得るに際して、該ワークに曲げ応力を残留せしめ
ることなく、このような不均一応力を主として圧
縮応力からなる均一応力に変換せしめたことを第
一の特徴とする。

このようにＵ曲げワークを得る工程で、該ワー
クに不均一応力を残留せしめないことにより、ワ
ークのスプリングバツクは皆無になるばかりでな
く、引続き行なわれる本発明の丸曲げ工程を径て
得られる巻きブツシユにもスプリングバツクを生
じない。

第二の特徴は、このＵ曲げワークを得る工程
で、両端面部のテーパーの形成を同時に行なつた
という点である。したがつて本発明に使用するブ
ランクには、予めテーパーを形成しておく必要は
ない。

このテーパー部の形成は、ブランク両端板厚部
の押圧によつて得られる。

第１図から第３図は、ブランクからＵ曲げワー
クを得る過程について示したものである。

１はパンチ、２はダイ、３はキヤビテイ、４は
ノツクアウトバーである。

パンチ１は、ダイ２のキヤビテイに摺接嵌合す
る側面部５、該側面部５の下端に下り勾配をもつ
て先細りとなるテーパー面からなる肩部６，６、
この肩部６，６にそれぞれ一端をおく円弧部７、
該円弧部７の他端を結ぶ直線部８とからなつてい
る。

ダイ２は、平底部９そして平底部９の両端に一
連につらなる円弧部１０、そして該円弧部１０に
一連につらなり、上記パンチの側面部５と摺接す
る立壁部１１とからなる。

この平底部９は、ノツクアウトバー４の端面部
を含み、円弧部１０と立壁部１１とでキヤビテイ
３が形成されている。

１２はブランクで、キヤビテイ３内においてそ
の一端を円弧部１０に、他端を立壁部１１に当接
して傾斜した状態で装入されている。

パンチ１が下降して、その先端がキヤビテイ３
内に挿入されると、立壁部１１に当接しているブ
ランク端部に当接し、ブランク１２を下方に押圧
する。

ブランク１２は、円弧部１０に当接している端
部が曲げを受けながら該円弧部１０に沿つてすべ
り、型締めが完了する前の段階においては、第２
図に示す如くＷ形に変形する。

この状態でブランクの両端はパンチの肩部６，
６に強く当接し、ブランク中央部はパンチの直線
部８に、そしてその両側はダイの平底部９に当接
している。

パンチ１が更に下降すると、第３図に示すよう
に曲げに引続いて圧縮が行なわれ、ブランクは全
面圧縮応力を受けて型締めが完了する。

この第２図から第３図に至る工程で、ブランク
端面には、テーパー部が形成される。

このようにして得られたＵ曲げワーク１３は、
ブランク端面を拘束することなくＵ曲げを行なつ
て得られた所謂ニツプ曲げワークに比較して、板
厚に変動がなく均一であり、しかもワークに曲げ
応力の残留がないという特徴がある。

このようなＵ曲げ工程をとることによつて、使
用するブランクの切断面に凹凸荒れがあつても、
また切断端部近くの板厚に変動を生じていても、
これらはこの圧縮工程ですべて矯正され、平滑な
テーパー面をもつたＵ曲げワークが得られる。

Ｕ曲げワークの円弧部の曲率半径は、その後に
引続いて行なわれる丸曲げ工程を経て得られる巻
きブツシユの半径に等しく形成する。

またその円弧部の弧の長さは、その曲率半径に
おける円の４分の１の円周長さであることが好ま
しい。４分の１以下の円周長さの円弧であつても
構わないが、この場合は丸曲げする部分の長さが
大となり、巻きブツシユを得る目的からは得策で
ない。

Ｕ曲げワークの内周側の円弧部の弧の長さは、
端面板厚部にテーパーが設けられているので、そ
の曲率半径における円の４分の１の円周長さより
も厳密にいえば若干短かくなつている。

つぎに、このＵ曲げワークを用いて巻きブツシ
ユを得る方法について述べる。

本発明者らは、この丸曲げ加工に際して、円弧
軌跡を描いて型締めがなされる金型を用い、Ｕ曲
げされたワークの円弧部を押圧して金型円筒凹部
上をすべらせながら芯金に捲回する方法を採用す
ることにより、ワークに座屈などを生ぜしめるこ
となく効率よく丸曲げが行なわれ、巻きブツシユ
の接合面部に隙間がなく、またスプリングバツク
を生ずることもなく、さらにきわめて寸法精度の
高いブツシユを得ることに成功した。

この方法は、ブランク板厚と巻きブツシユ径と
の比が比較的大きい製品、とくに小径の巻きブツ
シユ製品を得るのに適している。従来、比較的板
厚の厚いブランクを用いて、小径の巻きブツシユ
を得るのはとくに困難であつたが本発明ではこの
ような問題をも解決した。

第４図は、本発明の丸曲げ型の縦断面図で、Ｕ
曲げワーク１３をその円弧部をもつて下型に装着
し、上型が該ワークの円弧部に当接した状態を示
したものである。

１４は上型、１５は円筒凹部、１６，１６′は
段違い平坦面、１７，１７′は該円筒凹部と段違
い平坦面とで形成された平行な稜線部である。こ
の稜線で画定された円筒凹部１５は、２分の１の
円周を有している。１８，１８′は上型の湾曲側
面部である。なお、１９は上型の上端部に設けら
れて曲面摺接をする継手部である。

２０は下型を示し、２１はその円筒凹部、２
２，２２′は段違い平坦面、２３，２３′は該円筒
凹部と段違い平坦面とで形成された平行な稜線部
である。この稜線で画定された円筒凹部２１は、
２分の１の円周を有している。２４，２４′は下
型の湾曲立壁面部で、２５は芯金である。

芯金２５は、その軸線方向の一端もしくは両端
において、下型または上型の部材（図示せず）に
保持せしめておいてもよいが、この芯金２５の保
持は本発明において重要なことではない。

Ｕ曲げワーク１３のすべり込み捲回時に、該ワ
ークが巻き付いて芯金の役割を果せばよいので、
全く保持固定することなく、単に芯金の軸線を金
型の円筒凹部軸線に合致せしめて型内に配設して
おくことができる。

したがつて、たとえばＵ曲げワークの円弧部を
下型の円筒凹部に当接させ、その上から芯金を載
置するなどの態様も採り得る。

第５図は、第４図に示した状態から上型１４が
下降し、型締めが完了した状態を示す縦断面図で
ある。

上型の段違い平坦面１６，１６′は、下型の段
違い平坦面２２，２２′にそれぞれ当接する。こ
の状態で上下型の円筒凹部１５，２１は合体して
芯金２５との間に円筒部を形成し、該円筒部に巻
きブツシユ２６が形成される。

本発明の丸曲げ金型の特徴は、円弧軌跡を描い
て型締めがなされる点を特徴とするものである
が、上下型の割り面すなわち平坦面１６，１６′
および２２，２２′を段違いとしたことも、この
特殊な型締めに直接関係を有しており、丸曲げを
円滑にするのに寄与し、本発明の丸曲げ金型のも
う一つの特徴を形成している。

平坦面を段違いに構成する利点は、下型の円筒
凹部へのＵ曲げワークの装着に際して、その装着
角（傾斜角）の自由度を大きくとることができる
という点である。

ここで、ワークの装着角とは、第６図に示すよ
うに、下型２０の円筒凹部の中心Ｏを通る垂線ａ
に対して低段の平坦面２２側へのワークの傾斜角
θをいう。ただし、ワークの円弧部は下型の円筒
凹部２１に対して隙間なく当接せしめられている
ことを条件とする。

このワークの装着角は、Ｕ曲げワークの円弧部
の円弧長さおよび下型の段違い平坦面２２，２
２′の段差によつて決まる。円弧部の円弧長さが
長い（その曲率半径における円の４分の１の円周
長さを最大とする）ほど、そして段差が大きいほ
ど装着角の自由度は大となる。

採り得る自由度の中で、どの程度に傾斜せしめ
てワークを装着するかは、使用するブランクの材
質や板厚あるいはまたその縦横寸法さらにはまた
板厚に対する巻きブツシユの径など、種々の要因
によつて決まる。

第６図で、平坦面２２，２２′の段差Ｔは、下
型の円筒凹部２１の径の２分の１の場合について
例示した。

平坦面２２および２２′は円筒凹部の曲率中心
Ｏを挾んで上下にそれぞれ等しくづらし、このづ
れの合計をＴとした。

Ｕ曲げワーク１３は、円弧部の円弧長さをその
曲率半径における円の４分の１の円周長さとした
場合について示した。図からも理解できるよう
に、 0.5＝sinθ₃ θ₃＝30゜ で、θ₃は30度となり、この事例における最大傾斜
角であり、装着角の自由度は30度となる。

今、零度から30度までの間の任意の装着角（た
だし最大傾斜角を除く）をもつてワークが装着さ
れ、ワークの両端円弧部を上下型の円筒凹部にそ
れぞれ隙間なく当接するように金型を作つたとす
ると、それぞれの装着角に対する湾曲金型の描く
円弧軌跡は唯一つしか採り得ない。

換言すれば、湾曲部の曲率半径および曲率中心
が決まるということである。

第７図に示すように、下型２０の段違い平坦面
２２，２２′と上向き円筒凹部２１とで形成され
る稜線部２３と稜線部２３′とを直角に結んだ平
面を上段側に延長した平面をP₁とし、装着角θ
をもつてワークの円弧部を下型凹部２１に隙間を
生じないように当接して配したときの該ワーク長
さの垂直二等分平面をP₂として、平面P₁と平面
P₂との交線をl₁とする。

このl₁が上型１４の湾曲側面部１８，１８′と
下型２０の湾曲立壁面部２４，２４′の曲率の中
心軸であり、金型の描く円弧軌跡の回転中心であ
る。

今、外径2r（2r＝Ｄ）の巻きブツシユを作ると
き、その円の４分の１の円周長さの円弧部を有す
るＵ曲げワークの長さ（円弧端を結ぶ長さ）は、 πr＋2r で表わされる。

下型円筒凹部２１の中心Ｏから上記ワークの中
点Ｑまでの長さはπr／２であり、段差をＴとし、
ワークの装着角をθとする。中心Ｏを通りかつ段
違い平担面２２′と平行な線分をＸとし、＜l₁OX
＝αとすると、 ＜l₁OQ＝＜XOQ−α ＝90゜＋θ−α l₁Ocos（90゜＋θ−α）＝πr／２ ∴l₁O＝πr／2cos（90゜＋θ−α） ここにrsinα＝Ｔ／２であるから sinα＝Ｔ／2r ∴ α ＝sin^-1Ｔ／2r したがつて l₁O＝πr／2cos（90゜＋θ−sin^-1Ｔ／2r） となる。

l₁Oは上、下型が円弧軌跡を描く湾曲面の曲率
半径であつて、これをＲとしよう。ワークの下型
２０への装着角θが大きくなるとP₁とP₂との交
線l₁が遠ざかり、Ｒは大きくなる。

因みに、装着角がその段差Ｔにおいて最大であ
る場合は、ｌとｍとは平行線となる。これは円弧
軌跡を描く型締めができず、ワークのその傾斜に
沿つた直線型締めのみ可能であることを意味す
る。

また該円弧長さおよび装着角を一定としたと
き、段差が大きくなるほどＲは小となる。

実験の結果、一般構造用圧延鋼材あるいは冷間
圧延鋼板からなるワークを用いた場合、その装着
角はおおむね10度から30度前後が好ましいことが
分つた。装着角が小さいと金型の湾曲面の曲率半
径を小さく構成しなければならないので型締めが
困難になるばかりでなく、ワークに座屈を生ぜし
め易い。また装着角が大きすぎても座屈の問題を
生ずる。

金型に設ける段差は、上述した装着角から1/6
ないし1/2程度となるが、本発明者らの実験では、
段差を1/4ないし1/2程度とした金型とし、ワーク
装着角を上述した範囲とすることが好ましいこと
が分つた。

段差が大きすぎると、金型に鋭角部を生ずるの
でよくない。また曲率半径が小となり型締めも困
難となる。

以上から、好ましい丸曲げ金型の態様は、たと
えば段差を1/2とし、ワーク装着角は20度（最大
装着角は30度）で行なうとして金型の湾曲面を決
定する。このような金型を用いたとして、ワーク
は常に20度の傾斜角をもつて装着しなければなら
ないことはなく、これよりも小さい角度であれば
構わない。ただし20度以下の装着角の場合、ワー
クの上方の円弧部は、上型の円筒凹部に隙間なく
当接させることはできない。

ワーク上方の円弧部は、円弧端で円筒凹部に当
接し、円弧面での当接にはならないが、このよう
な態様であつても丸曲げには支障はない。

しかし、装着角が20度を超える場合は、上型は
その稜線部１７でワークの上方の円弧部に当接す
る態様となるので、このような装着は避けなけれ
ばならないのである。

以上説明したように、本発明は鋼裏金表面に摺
動面層を形成したブランクから巻きブツシユ軸受
を効率的に、精度よく得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までは、ブランクからＵ曲げ
ワークを得る過程を順次示すもので、Ｕ曲げ金型
の縦断面図である。第４図および第５図は、Ｕ曲
げワークから巻きブツシユを得る丸曲げ金型の縦
断面図で、型締めの前後を示すものである。第６
図は、Ｕ曲げワークを丸曲げ金型の下型に装着す
る態様を示した説明図、第７図は丸曲げ金型の下
型の段差とＵ曲げワークの装着角とに対する金型
湾曲面部の曲率中心との関係を示す説明図であ
る。 １：パンチ、２：ダイ、３：キヤビテイ、５：
側面部、６：肩部、７：円弧部、８：直線部、
９：平底部、１０：円弧部、１１：立壁部、１
４：上型、１５：上型円筒凹部、１６，１６′：
段違い平坦部、１８，１８′：湾曲側面部、１
９：継手部、２０：下型、２１：下型円筒凹部、
２２，２２′：段違い平坦部、２３，２３′：稜線
部、２４，２４′：湾曲立壁面部、２５：芯金。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ) 平面部９の両端に円弧部１０と該円弧部
   １０に連なる立壁部１１とを備えたダイ２のキ
   ヤビテイ３内に、ブランク１２をその一端を該
   円弧部１０に当接させ傾斜させた状態で挿入
   し、該ブランク１２を側面部５の下端に先細り
   となるテーパー面を有する肩部６と該肩部６に
   それぞれ一端を置く円弧部７と該円弧部７の他
   端を結ぶ直線部８とを備えたパンチ１によつて
   強圧し、該ブランク１２の両端に直線部と一連
   に連なり、かつ同一方向に湾曲した円弧部と該
   円弧部の端部にそれぞれの円弧部の曲率中心方
   向に下り勾配となるテーパー面を備えたワーク
   １３を得るＵ曲げ工程と、 (ロ) 該ワーク１３の一方の円弧部を下型２０の円
   筒凹部２１に、他方の円弧部を上型１４の円筒
   凹部１５にそれぞれ当接せしめるとともに該上
   型１４はその湾曲側面部１８，１８′を下型２
   ０の湾曲立壁面部２４，２４′に摺接せしめて
   円弧軌跡を描いて型締され、該ワーク１３を上
   型１４と下型２０との間に配された芯金２５の
   まわりに捲回してそれぞれのテーパー面を当接
   せしめる丸曲げ工程、 以上(イ)および(ロ)の工程からなることを特徴とし
   た巻きブツシユ軸受の製造方法。 ２ ワーク１３の直線部、円弧部および該円弧部
   の端部とがダイ２中においてパンチ１によつて強
   圧され、該ワーク１３に曲げ応力を残存せしめる
   ことなく、このような不均一応力を主として圧縮
   応力からなる均一応力に変換せしめ、以下丸曲げ
   工程を経て巻きブツシユ軸受とする特許請求の範
   囲第１項記載の巻きブツシユ軸受の製造方法。 ３ ブランク１２の両端に、直線部と一連に連な
   り、かつ同一方向に湾曲した円弧部と該円弧部の
   端部にそれぞれの円弧部の曲率中心方向に下り勾
   配となるテーパー面を形成するＵ曲げ工程に使用
   される金型であつて、該金型は、平底部９と該平
   底部９の両端に一連に連なる円弧部１０と該円弧
   部１０に連なる立壁部１１と該円弧部１０と立壁
   部１１とで形成されるキヤビテイ３を備えたダイ
   ２と、該ダイ立壁部１１に摺接する側面部５と該
   側面部５下端に先細りとなるテーパー面を有する
   肩部６と該肩部６にそれぞれ一端を置く円弧部７
   と該円弧部７の他端を結ぶ直線部８とを備えたパ
   ンチ１とからなることを特徴としたＵ曲げ加工用
   金型。 ４ ダイ２に設けられる円弧部１０が４分の１の
   円周を有する円弧部であり、パンチ１に設けられ
   る円弧部７がほぼ４分の１の円周を有する円弧部
   であることを特徴とした特許請求の範囲第３項記
   載のＵ曲げ加工用金型。 ５ 両端に直線部と一連に連なり、かつ同一方向
   に湾曲した円弧部と該円弧部の端部にそれぞれ円
   弧部の曲率中心方向に下り勾配となるテーパー面
   を備えたワーク１３の一方の円弧部を下型２０の
   円筒凹部２１に、他方の円弧部を上型１４の円筒
   凹部１５にそれぞれ当接させて押圧し、上型１４
   と下型２０との間に配された芯金２５のまわりに
   該ワーク１３を捲回してそれぞれのテーパー面を
   当接せしめる丸曲げ工程に使用される金型であつ
   て、 (イ) 上型１４は２分の１の円周を有する下向き円
   筒凹部１５と該円筒凹部１５にそれぞれ連なる
   段違い平坦部１６，１６′と該平坦部１６，１
   ６′を下端とする湾曲側面部１８，１８′とを備
   え、 (ロ) 下型２０は２分の１の円周を有する上向き円
   筒凹部２１と該円筒凹部２１にそれぞれ連な
   り、前記上型１４の段違い平坦部１６，１６′
   と相対向する段違い平坦部２２，２２′と該平
   坦部２２，２２′を底部とする湾曲立壁面部２
   ４，２４′とを備え、 (ハ) 芯金２５はその軸線をそれぞれ上型１４およ
   び下型２０の円筒凹部１５，２１の軸線に合致
   して該円筒凹部１５，２１間に配されており、
   該上型１４の湾曲側面部１８，１８′が下型２
   ０の湾曲立壁面部２４，２４′に摺接して円弧
   軌跡を描いて型締めがなされることを特徴とし
   たＵ曲げされたワークを丸曲げする金型。 ６ 下型の段違い平坦部２２，２２′と上向き円
   筒凹部２１とで形成される互いに平行な稜線部２
   ３と稜線部２３′とを包含する平面を上段側に延
   長した平面をP₁とし、Ｕ曲げされたワークの一
   方の円弧部を下型円筒凹部２１に〓間なく当接せ
   しめ、この状態における該ワークの長さ方向の垂
   直２等分平面をP₂とし、前記平面P₁と前記平面
   P₂との交線をl₁としたとき、この交線をl₁を曲率
   の中心軸としてそれぞれ上型の湾曲側面部１８，
   １８′および下型の湾曲立壁面部２４，２４′を構
   成したことを特徴とした特許請求の範囲第５項記
   載のＵ曲げされたワークを丸曲げする金型。