WO2009084362A1 - ころ軸受用保持器、針状ころ軸受、およびころ軸受用保持器の製造方法 - Google Patents

ころ軸受用保持器、針状ころ軸受、およびころ軸受用保持器の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2009084362A1
WO2009084362A1 PCT/JP2008/071863 JP2008071863W WO2009084362A1 WO 2009084362 A1 WO2009084362 A1 WO 2009084362A1 JP 2008071863 W JP2008071863 W JP 2008071863W WO 2009084362 A1 WO2009084362 A1 WO 2009084362A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
column
pair
portions
roller bearing
cylindrical member
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/071863
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shinji Oishi
Katsufumi Abe
Yugo Yoshimura
Original Assignee
Ntn Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ntn Corporation filed Critical Ntn Corporation
Priority to CN2008801230817A priority Critical patent/CN101910660B/zh
Priority to DE112008003559T priority patent/DE112008003559T5/de
Priority to US12/810,627 priority patent/US20100278472A1/en
Publication of WO2009084362A1 publication Critical patent/WO2009084362A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
    • F16C33/54—Cages for rollers or needles made from wire, strips, or sheet metal
    • F16C33/542—Cages for rollers or needles made from wire, strips, or sheet metal made from sheet metal
    • F16C33/543—Cages for rollers or needles made from wire, strips, or sheet metal made from sheet metal from a single part
    • F16C33/546—Cages for rollers or needles made from wire, strips, or sheet metal made from sheet metal from a single part with a M- or W-shaped cross section
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/10—Making other particular articles parts of bearings; sleeves; valve seats or the like
    • B21D53/12—Making other particular articles parts of bearings; sleeves; valve seats or the like cages for bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
    • F16C33/467—Details of individual pockets, e.g. shape or roller retaining means
    • F16C33/4676—Details of individual pockets, e.g. shape or roller retaining means of the stays separating adjacent cage pockets, e.g. guide means for the bearing-surface of the rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
    • F16C33/54—Cages for rollers or needles made from wire, strips, or sheet metal
    • F16C33/541—Details of individual pockets, e.g. shape or roller retaining means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/44—Needle bearings
    • F16C19/46—Needle bearings with one row or needles
    • F16C19/463—Needle bearings with one row or needles consisting of needle rollers held in a cage, i.e. subunit without race rings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49636—Process for making bearing or component thereof
    • Y10T29/49643—Rotary bearing
    • Y10T29/49679—Anti-friction bearing or component thereof
    • Y10T29/49691—Cage making

Definitions

  • the present invention relates to a roller bearing retainer manufactured by press working, a needle roller bearing provided with a roller bearing retainer, and a method for manufacturing a roller bearing retainer.
  • Cage and roller type needle roller bearings composed of rollers and cages are often used for idler bearings for automobile transmissions and connecting rod large end bearings for motorcycle engines.
  • Such a bearing is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-257638.
  • 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.
  • An object of the present invention is to provide a roller bearing retainer in which the strength of a bent portion is increased, a needle roller bearing provided with such a roller bearing retainer, and a method of manufacturing such a roller bearing retainer. That is.
  • the roller bearing retainer includes a column central portion positioned relatively radially inward in the axial central region, and a pair of column end portions positioned relatively radially outward in the axial end region. And a plurality of column portions including a pair of column inclined portions positioned between the column center portion and each of the pair of column end portions, and one end and the other side end portions in the longitudinal direction of the plurality of column portions, A pair of ring-shaped ring portions having flanges extending radially inward from a connection position with the portion.
  • the column central portion, the pair of column end portions, and the pair of column inclined portions are formed by expanding both axial ends of the cylindrical member having a diameter substantially equal to the column central portion, and the cylindrical member is axially formed.
  • the thickness of the boundary part between adjacent parts It is characterized by an increased thickness.
  • the strength of the boundary portion is relatively improved.
  • the risk of breakage of the cage due to stress concentration can be reduced.
  • the collar portion can be formed and the thickness of the boundary portion can be increased, the processing process of the cage can be simplified. As a result, an inexpensive cage can be obtained.
  • thickness refers to the thickness dimension between the inner diameter surface and the outer diameter surface in the column center portion, the column end portion, the column inclined portion, and the ring portion. In this case, the thickness dimension in the axial direction is indicated.
  • the “boundary portion of each adjacent portion” refers to a boundary portion of each adjacent portion extending in a different direction. That is, the boundary portion between the column central portion and the pair of column inclined portions, the boundary portion between the pair of column end portions and the pair of column inclined portions, and the boundary portion between the ring portion and the collar portion are meant.
  • the flange portion is formed by bending both axial end portions of the cylindrical member at a predetermined angle inward in the radial direction and further bending in a direction perpendicular to the axial direction.
  • the cage has a plurality of pockets formed on the circumferential surface of the cylindrical member by punching and a roller stopper formed on the wall surface facing the pocket of the column portion by ironing. By doing so, it is possible to appropriately prevent the rollers from falling off the cage.
  • each part of the column center part, the pair of column end parts, the pair of column inclined parts, the flange part, and the pair of ring parts is larger than the radius of curvature of the boundary part between adjacent parts.
  • the needle roller bearing has a plurality of needle rollers and a roller bearing holder according to any of the above, wherein a pocket for accommodating the rollers is formed between adjacent column portions.
  • a vessel With a vessel.
  • a highly reliable needle roller bearing can be obtained by employing the roller bearing cage having the above-described configuration.
  • a method for manufacturing a roller bearing retainer includes a column central portion positioned relatively radially inward in an axial central region and a relatively radial direction in axial end regions.
  • a plurality of column portions including a pair of column end portions located on the outside, and a pair of column inclined portions located between the column center portion and each of the pair of column end portions, and one longitudinal direction side of the plurality of column portions; It is a manufacturing method of a roller bearing retainer including a pair of ring-shaped ring portions having flange portions extending inward in the radial direction from a connection position with a column portion.
  • the roller bearing retainer manufacturing method includes expanding the axial center end of a cylindrical member, a pair of column end portions, and a pair of column inclined portions at both axial end portions of a cylindrical member substantially equal to the column central portion. And forming the flange by compressing the cylindrical member in the axial direction, and the thickness of each part of the column central part, the pair of column end parts, the pair of column inclined parts, the flange part, and the pair of ring parts. A step of increasing the thickness of the boundary portion between adjacent portions.
  • a roller bearing cage with high strength can be obtained by making the boundary portion thicker than other portions. Moreover, since the collar portion can be formed and the thickness of the boundary portion can be increased, the processing step of the cage can be simplified. As a result, an inexpensive cage can be obtained.
  • the needle roller bearing according to the present invention can improve reliability by employing the above-described roller bearing retainer.
  • the method for manufacturing a cage according to the present invention can produce a cage in which the strength of the boundary portion is relatively improved. As a result, the risk of breakage of the cage due to stress concentration can be reduced. Moreover, since the collar portion can be formed and the thickness of the boundary portion can be increased, the processing step of the cage can be simplified. As a result, the cage can be manufactured at a low cost.
  • FIG. 5 is a modified example of the roller bearing retainer shown in FIG. 1, corresponding to FIG. 4.
  • FIG. 5 is a flowchart which shows the main manufacturing processes of the cage for roller bearings shown in FIG. It is a figure which shows a deep drawing process. It is a figure which shows a punching process. It is a figure which shows a burring process. It is a figure which shows a trimming process.
  • FIG. 1 is a perspective view of the cage 33
  • FIG. 2 is a perspective view of the needle roller bearing 31
  • FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the column portion 15 of the cage 33
  • FIG. 4 is an arrow IV in FIG. It is an arrow view seen from the direction.
  • the needle roller bearing 31 includes a plurality of needle rollers 12 and a cage 33 that holds the plurality of needle rollers 12.
  • the retainer 33 includes a pair of ring-shaped ring portions 14 and a plurality of column portions 15.
  • the pair of ring portions 14 are connected to the longitudinal direction one side and the other side end portions of the plurality of column portions 15, and have flange portions 19 that extend radially inward from the connection positions with the column portions 15.
  • a pocket 20 for accommodating the needle rollers 12 is formed between the adjacent column portions 15.
  • 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.
  • the column portion 15 includes a column central portion 16 positioned relatively radially inward in the axial central region, a pair of column end portions 17 positioned relatively radially outward in the axial end region, and A column central portion 16 and a pair of column inclined portions 18 positioned between each of the column end portions 17 are included.
  • first and second roller stoppers 16 a and 17 a that prevent the needle rollers 12 from dropping off on the wall surface of the column portion 15 facing the pocket 20, and the needle Guide surfaces 16b, 17b, 18b for guiding the rotation of the tapered roller 12, non-contact portions 16c, 17c, and oil grooves 16d, 17d are provided.
  • the first roller stoppers 16a are provided at two locations in the column central portion 16. More specifically, it is unevenly distributed radially inward of the wall surface of the column central portion 16 facing the pocket 20. Then, the needle rollers 12 are prevented from falling off inward in the radial direction.
  • the second roller stopper 17a is provided at each of the pair of column ends 17. More specifically, it is unevenly distributed on the radially outer side of the wall surface of the column end portion 17 facing the pocket 20. Then, the needle rollers 12 are prevented from falling off radially outward.
  • the guide surface 16b is provided in the area
  • the guide surface 17b is provided in a region adjacent to the second roller stopper 17a of the column end portion 17 in the axial direction.
  • the guide surface 18 b is provided in the entire area of the column inclined portion 18. Further, the guide surfaces 16b, 17b, 18b constitute the same plane.
  • the needle roller 12 contacts with the guide surfaces 16b and 17b, respectively.
  • Non-contact portions 16c and 17c that are not to be provided are provided.
  • This region functions as an oil reservoir that holds lubricating oil.
  • oil grooves 16d and 17d extending in the radial direction are provided on both axial sides of the first roller stopper 16a and the second roller stopper 17a. Thereby, the oil permeability in the radial direction of the cage 33 is improved.
  • the thickness t 1 of the column center portion 16, the column end portion 17, the column inclined portion 18, the ring portion 14, and the flange portion 19 (hereinafter collectively referred to as “straight portion”).
  • the boundary portion between the column central portion 16 and the column inclined portion 18, the boundary portion between the column end portion 17 and the column inclined portion 18, and the boundary portion between the ring portion 14 and the flange portion 19 (hereinafter collectively referred to as these) the thickness t 2 of the referred to as "boundary portion”) is thicker than the thickness t 1 of the linear portion (t 1 ⁇ t 2).
  • 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 radius of curvature 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.
  • the cage 33 is an outer diameter side guide (housing guide)
  • the outer diameter surface of the column end portion 17 and the housing are in contact with each other. Therefore, if the radius of curvature r of at least the boundary portion between the column end portion 17 and the column inclined portion 18 and the boundary portion between the ring portion 14 and the flange portion 19 is within the above range, the column end portion 17.
  • the contact surface pressure between the outer diameter surface and the housing can be reduced.
  • the surface roughness Ra of the outer diameter surfaces of the ring portion 14 and the column end portion 17 is set to 0.05 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less. Thereby, the abrasion by the contact of the outer diameter surface of the ring part 14 and the column end part 17 and the housing can be prevented.
  • Surface roughness Ra refers to arithmetic average roughness.
  • the retainer 33 when used as the inner diameter side guide (rotary shaft guide), the inner diameter surface of the column central portion 16 and the rotary shaft (not shown) are in contact with each other. Therefore, if the curvature radius r of the boundary portion between at least the column central portion 16 and the column inclined portion 18 is within the above range, the contact surface pressure between the inner diameter surface of the column central portion 16 and the rotating shaft is reduced. can do.
  • the surface roughness Ra of the inner diameter surface of the column central portion 16 may be set to 0.05 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less.
  • 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.
  • 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.
  • the “thickness t 2 at 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.
  • the outer diameter surface of the column central portion 16 is located on the radially outer side than the inner diameter surface of the column end portion 17.
  • the pitch circle 12 a of the needle roller 12 is located on the radially inner side from the outer diameter surface of the column central portion 16 and on the radially outer side from the inner diameter surface of the column end portion 17.
  • the needle roller 12 contacts each of the guide surfaces 16b, 17b, and 18b.
  • the skew of the needle roller 12 can be effectively prevented by increasing the contact area between the needle roller 12 and the guide surfaces 16b, 17b, 18b.
  • FIG. 5 is a view showing a modified example of the cage 33 and corresponds to FIG.
  • the same reference number as FIG. 4 is attached
  • the outer diameter surface of the column center portion 16 is located on the radially inner side with respect to the inner diameter surface of the column end portion 17.
  • the pitch circle 12 a of the needle roller 12 is located on the radially outer side from the outer diameter surface of the column center portion 16 and on the radially inner side from the inner diameter surface of the column end portion 17. In this case, the needle roller 12 is guided only on the guide surface 18 b of the column inclined portion 18. If it is set as the above-mentioned composition, since the 1st roller stop part 16a and the 2nd roller stop part 17a are arranged away in the diameter direction, drop-off of needle roller 12 can be prevented appropriately.
  • FIGS. 6 is a flowchart showing the main manufacturing process of the cage 33
  • FIGS. 7 to 10 are diagrams showing details of the first process
  • FIGS. 11 to 14 are diagrams showing details of the second process
  • 15 to 17 are diagrams showing details of the third step.
  • a steel plate having a carbon content of 0.15 wt% or more and 1.1 wt% or less is used.
  • SCM415 or S50C having a carbon content of 0.15 wt% or more and 0.5 wt% or less
  • SAE1070 or SK5 having a carbon content of 0.5 wt% or more and 1.1 wt% or less.
  • carbon steel having a carbon content of less than 0.15 wt% is hard to form a carburized hardened layer by quenching, and needs to be carbonitrided to obtain the required hardness for the cage 33.
  • the carbonitriding process increases the equipment cost as compared with each quenching process described later, and as a result, the manufacturing cost of the needle roller bearing 31 increases.
  • a sufficient carburized hardened layer may not be obtained even by carbonitriding, and surface-origin type peeling may occur early.
  • the workability of carbon steel having a carbon content exceeding 1.1 wt% is significantly reduced.
  • a cylindrical member 22 is obtained from the steel plate as the starting material (S11).
  • a cup-shaped member 21 is obtained from a steel plate by deep drawing.
  • a bottom wall 21a is formed at one axial end portion (upper side in FIG. 7) of the cup-shaped member 21, and an outward flange portion 21b is formed at the other axial end portion (lower side in FIG. 7).
  • the surface roughness Ra of the outer diameter surface or inner diameter surface of the cup-shaped member 21 is set to 0.05 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less by ironing.
  • the bottom wall 21a of the cup-shaped member 21 is removed by punching.
  • the bottom wall 21a cannot be completely removed by punching, and an inward flange portion 21c is formed at one end of the cup-shaped member 21 in the axial direction.
  • the inward flange portion 21c is raised in the axial direction by burring. Further, referring to FIG. 10, the outward flange portion 21b is removed by cutting the other axial end portion of the cup-shaped member 21 by trimming.
  • the cylindrical member 22 can be obtained.
  • the outer diameter size of the cylindrical member 22 obtained in the above process matches the outer diameter size of the column central portion 16.
  • the thickness of the cylindrical member 22 obtained in the above process is t.
  • the column center portion 16, the pair of column end portions 17, and the pair of column inclined portions 18 are formed by an expanding press (S12).
  • the expansion press is for a pair of expansion presses that constrain the outer diameter surface of the cylindrical member 22 (hereinafter simply referred to as “outer mold 23”) and the inner surface of the cylindrical member 22.
  • the inner molds 25 and 26 (hereinafter simply referred to as “inner molds 25 and 26”) are used to expand the diameter of both ends of the cylindrical member 22 in the axial direction.
  • the outer mold 23 has a cylindrical space 23a for receiving the cylindrical member 22 therein.
  • the cylindrical space 23a includes a small diameter portion 23b that matches the outer diameter size of the column center portion 16, a large diameter portion 23c that matches the outer diameter size of the column end portion 17, and the small diameter portion 23b and the large diameter portion 23c. It is comprised by the inclination part 23d which corresponds to the inclination angle of the column inclination part 18. As shown in FIG.
  • the first inner mold 25 is a columnar member that is inserted from one end of the cylindrical member 22 in the axial direction (the upper side in FIG. 11).
  • the first inner mold 25 includes a small diameter portion 25a that matches the inner diameter size of the column center portion 16, a large diameter portion 25b that matches the inner diameter size of the column end portion 17, and the small diameter portion 25a and the large diameter portion 25b. It is comprised with the inclination part 25c which corresponds to the inclination angle of the column inclination part 18.
  • the second inner mold 26 has the same configuration, and is inserted from the other axial end portion (lower side in FIG. 11) of the cylindrical member 22.
  • the outer mold 23 includes, for example, first to fourth divided outer molds 24a, 24b, 24c, and 24d that are radially divided at intervals of 90 °.
  • the first to fourth divided outer dies 24a to 24d can be moved in the radial direction of the cylindrical member 22 by a moving jig 27, respectively.
  • the first and second inner dies 25 and 26 are movable in the axial direction of the cylindrical member 22, respectively.
  • the pillar center part 16, a pair of pillar edge part 17, and a pair of pillar inclination part 18 are each formed. Since the cylindrical member 22 is stretched by the expansion press, the wall thickness t 1 of the column central portion 16, the pair of column end portions 17, and the pair of column inclined portions 18 after the completion of the second step is the cylindrical member 22. Is less than the wall thickness t (t 1 ⁇ t).
  • the collar portion 19 is formed, and the thickness of the boundary portion is increased by thickening processing (necking processing, S13). Specifically, the collar portion 19 is formed through two stages of a pretreatment process and a posttreatment process. And the thickening process is performed simultaneously with the post-processing step.
  • the pretreatment step is a step of bending both axial ends of the cylindrical member 22 to be the flange portion 19 inward with respect to the column end portion 17 by a predetermined angle (45 ° in this embodiment).
  • Necking outer mold 43 hereinafter simply referred to as “outer mold 43”
  • necking inner mold 45 hereinafter simply referred to as “inner mold 45”
  • a pair of necking jigs 48 and 49 are a predetermined angle (45 ° in this embodiment).
  • the outer die 43 has the same configuration as the outer die 23 for the expansion press and restrains the outer diameter surface of the cylindrical member 22.
  • the axial length is shorter than the outer mold 23 for the expansion press, and the both axial ends of the cylindrical member 22 that becomes the flange portion 19 are not restricted.
  • the inner mold 45 has a small diameter portion 45a that matches the inner diameter dimension of the column central portion 16 in the axial center region of the outer diameter surface, and a large diameter portion 45b that matches the inner diameter size of the column end portion 17 in the axial end region.
  • this inner mold 45 is, for example, first to eighth divided inner molds 46a, 46b, 46c, 46d, 46e, 46f, 46g, 46h that are radially divided at an angle of 45 °. Consists of. Each of the first to eighth divided inner dies 46a to 46h is movable in the radial direction.
  • the first to eighth divided inner dies 46a to 46h when the first to eighth divided inner dies 46a to 46h are retracted in the radial direction, the first to eighth divided inner dies 46a to 46h can be put in and out of the cylindrical member 22.
  • the first to eighth divided inner dies 46a to 46h when the first to eighth divided inner dies 46a to 46h are advanced in the radial direction, the inner diameter surface of the cylindrical member 22 can be restrained (state shown in FIG. 15).
  • the divided inner dies 46a to 46h can be advanced by inserting the insertion jig 47.
  • the necking jig 48 has a necking portion 48 a along the inclination angle (45 °) of the flange portion 19 in the pretreatment process at the tip, and is movable in the axial direction of the cylindrical member 22.
  • the necking jig 49 has the same configuration.
  • the pair of necking jigs 48 and 49 are retracted in the axial direction, the cylindrical member 22 can be taken in and out of the cylindrical space.
  • both ends in the axial direction of the cylindrical member 22 can be bent inward by a predetermined angle (45 °).
  • the flange portion 19 is bent at 90 ° with respect to the column end portion 17, that is, in a direction perpendicular to the axial direction.
  • the processing jigs in the post-processing step are the necking outer dies 54a to 54d (only 54a and 54c are shown) and the necking inner dies 56a to 56h (only 56a and 56e are shown) having the same configuration as that used in the pre-processing step.
  • the insertion jig 57 and a pair of necking jigs 58 and 59 are used.
  • the necking portions are not provided in the portions facing the flange portions 19 of the inner necking molds 56a to 56h and the pair of necking jigs 58 and 59.
  • the inner and outer diameter surfaces of the cylindrical member 22 are restrained in the same procedure as in the pre-processing step, and the collar portion 19 is compressed from the axial direction by the necking jigs 58 and 59. Thereby, the angle
  • the wall thickness does not change.
  • minute gaps are formed between the boundary portion and the necking outer dies 54a to 54d and the necking inner dies 56a to 56h.
  • the thickness of the column portion 15 is not increased overall to improve the strength, but the thickness of the straight portion is reduced, and the thickness of the boundary portion where stress concentration occurs is selectively increased. Improve strength. Therefore, the holder 33 can be reduced in weight. At this time, the radius of curvature r of the boundary portion is also smaller than the thickness t 1 of the straight portion.
  • the pocket 20 and the oil grooves 16d and 17d are formed in the cylindrical member 22 (S14). Specifically, a plurality of rectangular pockets 20 and oil grooves 16d and 17d are formed on the circumferential surface of the cylindrical member 22 by punching. Next, the first and second roller stoppers 16a and 17a, the guide surfaces 16b, 17b and 18b, and the non-contact parts 16c and 17c are formed by ironing, respectively.
  • heat treatment is performed to give the retainer 33 predetermined mechanical properties such as surface hardness (S15).
  • S15 surface hardness
  • 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.
  • Bright quenching refers to quenching performed while preventing oxidation of the steel surface by heating in a protective atmosphere or vacuum.
  • the equipment cost is low compared with carbonitriding equipment and carburizing and quenching equipment.
  • 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.
  • the cage 33 can be obtained through the above steps.
  • the surface roughness Ra of the outer diameter surface of the cage 33 is already 0.05 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less in the ironing process when forming the cylindrical member 22 (S11). Therefore, an independent grinding process as a finishing process can be omitted.
  • the necking process (S13) shown in FIGS. 15 to 17 the formation of the flange portion 19 and the increase in the thickness of the boundary portion can be performed simultaneously. Therefore, the processing process of the retainer 33 can be simplified and the inexpensive retainer 33 can be obtained.
  • the retainer 33 is manufactured using a steel plate (flat plate) as a starting material.
  • the present invention is not limited thereto, and a cylindrical member such as a pipe material may be manufactured as a starting material. .
  • the first step (S11) shown in FIG. 6 can be omitted.
  • the example has been described in which the flange portion 19 is formed by being bent in two stages: first, the axial end portions of the cylindrical member 22 are bent at 45 °, and then bent at 90 °.
  • the present invention is not limited to this, and it may be bent at 90 ° in one step.
  • the column central portion 16, the pair of column end portions 17, and the pair of column inclined portions 18 are formed by using the outer member 23, the inner dies 25, and the like, and the cylindrical member 22.
  • the present invention is not limited to this, and the cylindrical member 22 may be formed by other methods such as expanding from the inside.
  • the example of the cage roller type needle roller bearing 31 is shown.
  • the present invention can be applied to a needle roller bearing further including an inner ring and / or an outer ring. Is possible.
  • adopted the needle roller 12 as a rolling element was shown, not only this but a cylindrical roller and a rod-shaped roller may be sufficient.
  • the needle roller bearing 31 according to the above embodiment has a particularly advantageous effect when used, for example, as an idler bearing for an automobile transmission and a bearing for a connecting rod large end of a motorcycle engine.
  • the present invention is advantageously used in a roller bearing cage, a needle roller bearing, and a method for manufacturing a roller bearing cage.

Abstract

　ころ軸受用保持器３３は、柱中央部１６、一対の柱端部１７、および柱中央部１６と一対の柱端部１７それぞれとの間に位置する一対の柱傾斜部１８を含む複数の柱部１５と、複数の柱部１５の長手方向一方側および他方側端部と接続し、柱部１５との接続位置から径方向内側に延びる鍔部１９を有する円環形状の一対のリング部１４とを備える。そして、柱中央部１６、一対の柱端部１７、および一対の柱傾斜部１８を、円筒部材の軸方向両端部を拡径させて形成し、円筒部材を軸方向に圧縮して鍔部１９を形成すると共に、柱中央部１６、一対の柱端部１７、一対の柱傾斜部１８、鍔部１９、および一対のリング部１４の各部の肉厚より、隣接する各部の境界部分の肉厚を大きくしたことを特徴とする。

Description

ころ軸受用保持器、針状ころ軸受、およびころ軸受用保持器の製造方法
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、ころ軸受用保持器を備える針状ころ軸受、およびころ軸受用保持器の製造方法に関するものである。
　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号公報に記載されている。
　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。
　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、このようなころ軸受用保持器を備えた針状ころ軸受、およびこのようなころ軸受用保持器の製造方法を提供することである。
　この発明に係るころ軸受用保持器は、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複数の柱部と、複数の柱部の長手方向一方側および他方側端部と接続し、柱部との接続位置から径方向内側に延びる鍔部を有する円環形状の一対のリング部とを備える。そして、柱中央部、一対の柱端部、および一対の柱傾斜部を、直径が柱中央部と実質的に等しい円筒部材の軸方向両端部を拡径させて形成し、円筒部材を軸方向に圧縮して鍔部を形成すると共に、柱中央部、一対の柱端部、一対の柱傾斜部、鍔部、および一対のリング部の各部の肉厚より、隣接する各部の境界部分の肉厚を大きくしたことを特徴とする。
　こうすることにより、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、鍔部を形成すると共に、境界部分を肉厚を大きくすることができるため、保持器の加工工程を簡素化することができる。その結果、安価な保持器を得ることができる。なお、本明細書中「肉厚」とは、柱中央部、柱端部、柱傾斜部、およびリング部においては、内径面と外径面との間の厚み寸法を指すものとし、鍔部においては、軸方向の厚み寸法を指すものとする。また、「隣接する各部の境界部分」とは、異なる方向に延びる隣接する各部の境界部分を指すものとする。すなわち、柱中央部と一対の柱傾斜部との境界部分、一対の柱端部と一対の柱傾斜部との境界部分、およびリング部と鍔部との境界部分を指すものとする。
　一実施形態として、鍔部は、円筒部材の軸方向両端部を径方向内側に所定の角度折り曲げ、さらに軸方向に垂直な方向に折り曲げて形成する。
　好ましくは、保持器は、打ち抜き加工によって円筒部材の円周面に形成される複数のポケットと、しごき加工によって柱部のポケットに対面する壁面に形成されるころ止め部とを有する。こうすることにより、ころが保持器から脱落するのを適切に防止することができる。
　好ましくは、柱中央部、一対の柱端部、一対の柱傾斜部、鍔部、および一対のリング部の各部の肉厚は、隣接する各部の境界部分の曲率半径より大きい。こうすることにより、周辺部材と接触する部分の表面積を増加することができる。その結果、接触面圧を低減して、摩耗や焼付きを防止することができる。
　この発明の他の局面においては、針状ころ軸受は、複数の針状ころと、隣接する柱部の間にころを収容するポケットが形成されている上記のいずれかに記載のころ軸受用保持器とを備える。上記構成のころ軸受用保持器を採用することにより、信頼性の高い針状ころ軸受を得ることができる。
　この発明のさらに他の局面においては、ころ軸受用保持器の製造方法は、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複数の柱部と、複数の柱部の長手方向一方側および他方側端部と接続し、柱部との接続位置から径方向内側に延びる鍔部を有する円環形状の一対のリング部とを備えるころ軸受用保持器の製造方法である。ころ軸受用保持器の製造方法は、柱中央部、一対の柱端部、および一対の柱傾斜部を、直径が柱中央部と実質的に等しい円筒部材の軸方向両端部を拡径させて形成する工程と、円筒部材を軸方向に圧縮して鍔部を形成すると共に、柱中央部、一対の柱端部、一対の柱傾斜部、鍔部、および一対のリング部の各部の肉厚より、隣接する各部の境界部分の肉厚を大きくする工程とを含む。
　こうすることにより、境界部分の強度が相対的に向上した保持器を製造することができる。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、鍔部を形成すると共に、境界部分の肉厚を大きくすることができるため、保持器の加工工程を簡素化することができる。その結果、安価に保持器を製造することができる。
　すなわち、この発明に係るころ軸受用保持器によれば、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得ることができる。また、鍔部を形成すると共に、境界部分の肉厚を大きくすることができるため、保持器の加工工程を簡素化することができる。その結果、安価な保持器を得ることができる。
　また、この発明に係る針状ころ軸受は、上記したころ軸受用保持器を採用することにより、信頼性を高めることができる。
　また、この発明に係る保持器の製造方法は、境界部分の強度が相対的に向上した保持器を製造することができる。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、鍔部を形成すると共に、境界部分の肉厚を大きくすることができるため、保持器の加工工程を簡素化することができる。その結果、安価に保持器を製造することができる。
この発明の一実施形態に係るころ軸受用保持器を示す斜視図である。 図１のころ軸受用保持器を採用した針状ころ軸受を示す斜視図である。 図１のころ軸受用保持器のポケットの構造を示す斜視図である。 図３の矢印ＩＶから見た矢視図である。 図１に示すころ軸受用保持器の変形例であって、図４に対応する図である。 図１に示すころ軸受用保持器の主な製造工程を示すフロー図である。 深絞り工程を示す図である。 打ち抜き加工工程を示す図である。 バーリング加工工程を示す図である。 トリミング加工工程を示す図である。 拡開プレス工程の加工前の状態を示す図である。 拡開プレス用外型を軸方向から見た図である。 拡開プレス工程の加工途中の状態を示す図である。 拡開プレス工程の加工後の状態を示す図である。 前処理工程を示す図である。 ネッキング用内型を軸方向から見た図である。 後処理工程を示す図である。
　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３１、およびころ軸受用保持器３３（以下、単に「保持器３３」という）を説明する。なお、図１は保持器３３の斜視図、図２は針状ころ軸受３１の斜視図、図３は保持器３３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。
　まず、図２を参照して、針状ころ軸受３１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３３とを備える。次に、図１を参照して、保持器３３は、円環形状の一対のリング部１４と、複数の柱部１５とを備える。一対のリング部１４は、複数の柱部１５の長手方向一方側および他方側端部と接続し、柱部１５との接続位置から径方向内側に延びる鍔部１９を有する。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。
　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。
　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。
　次に、図３および図４を参照して、ポケット２０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、油溝１６ｄ，１７ｄとが設けられている。
　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。そして、針状ころ１２の径方向内側への脱落を防止する。
　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。そして、針状ころ１２の径方向外側への脱落を防止する。
　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。
　また、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には、それぞれ案内面１６ｂ，１７ｂより後退して、針状ころ１２と接触しない非接触部１６ｃ，１７ｃが設けられている。この領域は、潤滑油を保持する油溜まりとして機能する。さらに、第１のころ止め部１６ａおよび第２のころ止め部１７ａの軸方向両側には、径方向に延びる油溝１６ｄ，１７ｄが設けられている。これにより、保持器３３の径方向の通油性が向上する。
　上記構成の柱部１５において、柱中央部１６、柱端部１７、柱傾斜部１８、リング部１４、および鍔部１９（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、柱端部１７と柱傾斜部１８との境界部分、およびリング部１４と鍔部１９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３３の破損を有効に防止することができる。
　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。
　具体的には、保持器３３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、およびリング部１４と鍔部１９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。
　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。
　一方、保持器３３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。
　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。
　また、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している。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している。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。このように、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により、針状ころ１２のスキューを有効に防止することができる。
　ただし、柱中央部１６と柱端部１７との位置関係は上記の場合に限られない。図５を参照して、保持器３３の変形例を説明する。なお、図５は保持器３３の変形例を示す図であって、図４に対応する図である。なお、各構成要素の形状や機能は共通するので、同一の構成要素には図４と同一の参照番号を付し、説明は省略する。
　図５を参照して、柱中央部１６の外径面は、柱端部１７の内径面よりも径方向内側に位置している。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外側であって、かつ柱端部１７の内径面より径方向内側に位置している。この場合、針状ころ１２は、柱傾斜部１８の案内面１８ｂでのみ案内されることになる。上記構成とすれば、第１のころ止め部１６ａと第２のころ止め部１７ａとが径方向に離れて配置されるので、針状ころ１２の脱落を適切に防止することができる。
　次に、図６～図１７を参照して、保持器３３の製造方法を説明する。なお、図６は保持器３３の主な製造工程を示すフロー図、図７～図１０は第１の工程の詳細を示す図、図１１～図１４は第２の工程の詳細を示す図、図１５～図１７は第３の工程の詳細を示す図である。
　まず、保持器３３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。
　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３３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３１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。
　図６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７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７の上側）には底壁２１ａが、軸方向他方側端部（図７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。
　次に、図８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。
　次に、図９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１０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。
　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。
　次に、図６に示す第２の工程では、拡開プレスによって柱中央部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）。拡開プレスは、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。
　図１１～図１４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。
　第１の内型２５は、円筒部材２２の軸方向一方側端部（図１１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１１の下側）から挿入される。
　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。
　図１１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。
　次に、図１３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１４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。
　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）。
　次に、図６に示す第３の工程では、鍔部１９を形成すると共に、増肉加工によって境界部分の肉厚を大きくする（ネッキング加工、Ｓ１３）。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。
　図１５を参照して、前処理工程は、鍔部１９となる円筒部材２２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。
　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２２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２２の軸方向両端部を拘束しないようになっている。
　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。
　図１６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。
　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２２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２２の内径面を拘束することができる（図１５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。
　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２２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２２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２２の軸方向両端部（図１５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。
　次に、図１７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°、すなわち、軸方向に垂直な方向に折り曲げる。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。
　後処理工程では、前処理工程と同様の手順で円筒部材２２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。
　さらに、このとき、直線部分の内外径面は、ネッキング用外型５４ａ～５４ｄおよびネッキング用内型５６ａ～５６ｈによって拘束されているので、肉厚は変化しない。一方、境界部分とネッキング用外型５４ａ～５４ｄおよびネッキング用内型５６ａ～５６ｈ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。後処理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３３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。
　次に、図６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。
　次に、図６に示す第５の工程では、保持器３３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３３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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　上記の各工程を経ることによって、保持器３３を得ることができる。なお、保持器３３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。
　また、図１５～図１７に示すネッキング加工工程（Ｓ１３）において、鍔部１９の形成と、境界部分の増肉とを同時に行うことができる。したがって、保持器３３の加工工程を簡素化して、安価な保持器３３を得ることができる。
　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６に示す第１の工程（Ｓ１１）は省略することができる。
　また、上記の実施形態においては、鍔部１９は、まず円筒部材２２の軸方向両端部を４５°に折り曲げ、次に９０°に折り曲げるという２段階に分けて折り曲げて形成する例を説明したが、これに限ることなく、１段階で９０°に折り曲げて形成してもよい。
　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は、外型２３および内型２５，２６等の金型を用いて、円筒部材２２から形成される例を説明したが、これに限ることなく、円筒部材２２を内側から押し広げるようなその他の方法で形成してもよい。
　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。
　さらに、上記の実施形態に係る針状ころ軸受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。
　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。
　この発明は、ころ軸受用保持器、針状ころ軸受、およびころ軸受用保持器の製造方法に有利に利用される。

Claims (6)

  1. 　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む複数の柱部と、
    　前記複数の柱部の長手方向一方側および他方側端部と接続し、前記柱部との接続位置から径方向内側に延びる鍔部を有する円環形状の一対のリング部とを備えるころ軸受用保持器において、
    　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を、直径が前記柱中央部と実質的に等しい円筒部材の軸方向両端部を拡径させて形成し、
    　前記円筒部材を軸方向に圧縮して前記鍔部を形成すると共に、前記柱中央部、前記一対の柱端部、前記一対の柱傾斜部、前記鍔部、および前記一対のリング部の各部の肉厚より、隣接する各部の境界部分の肉厚を大きくしたことを特徴とする、ころ軸受用保持器。
  2. 　前記鍔部は、前記円筒部材の軸方向両端部を径方向内側に所定の角度折り曲げ、さらに軸方向に垂直な方向に折り曲げて形成する、請求項１に記載のころ軸受用保持器。
  3. 　前記保持器は、打ち抜き加工によって前記円筒部材の円周面に形成される複数のポケットと、
    　しごき加工によって前記柱部の前記ポケットに対面する壁面に形成されるころ止め部とを有する、請求項１に記載のころ軸受用保持器。
  4. 　前記柱中央部、前記一対の柱端部、前記一対の柱傾斜部、前記鍔部、および前記一対のリング部の各部の肉厚は、隣接する各部の境界部分の曲率半径より大きい、請求項１に記載のころ軸受用保持器。
  5. 　複数の針状ころと、
    　隣接する前記柱部の間に前記ころを収容するポケットが形成されている請求項１に記載のころ軸受用保持器とを備える、針状ころ軸受。
  6. 　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む複数の柱部と、
    　前記複数の柱部の長手方向一方側および他方側端部と接続し、前記柱部との接続位置から径方向内側に延びる鍔部を有する円環形状の一対のリング部とを備えるころ軸受用保持器の製造方法であって、
    　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を、直径が前記柱中央部と実質的に等しい円筒部材の軸方向両端部を拡径させて形成する工程と、
    　前記円筒部材を軸方向に圧縮して前記鍔部を形成すると共に、前記柱中央部、前記一対の柱端部、前記一対の柱傾斜部、前記鍔部、および前記一対のリング部の各部の肉厚より、隣接する各部の境界部分の肉厚を大きくする工程とを含む、ころ軸受用保持器の製造方法。
PCT/JP2008/071863 2007-12-27 2008-12-02 ころ軸受用保持器、針状ころ軸受、およびころ軸受用保持器の製造方法 WO2009084362A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008801230817A CN101910660B (zh) 2007-12-27 2008-12-02 滚柱轴承用保持架、针状滚柱轴承及滚柱轴承用保持架的制造方法
DE112008003559T DE112008003559T5 (de) 2007-12-27 2008-12-02 Walzenlagerhalter, Nadelwalzenlager und Herstellungsverfahren des Walzenlagerhalters
US12/810,627 US20100278472A1 (en) 2007-12-27 2008-12-02 Roller bearing retainer, needle roller bearing, and production method of roller bearing retainer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007336939A JP2009156392A (ja) 2007-12-27 2007-12-27 ころ軸受用保持器、針状ころ軸受、およびころ軸受用保持器の製造方法
JP2007-336939 2007-12-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009084362A1 true WO2009084362A1 (ja) 2009-07-09

Family

ID=40824083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/071863 WO2009084362A1 (ja) 2007-12-27 2008-12-02 ころ軸受用保持器、針状ころ軸受、およびころ軸受用保持器の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100278472A1 (ja)
JP (1) JP2009156392A (ja)
CN (1) CN101910660B (ja)
DE (1) DE112008003559T5 (ja)
WO (1) WO2009084362A1 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011085713A1 (de) * 2011-11-03 2013-05-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Radialkäfig für zylindrische Wälzkörper, insbesondere Nadelkranzkäfig
JP2013160292A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Jtekt Corp ころ軸受保持器及びころ軸受保持器の製造方法
JP5908762B2 (ja) * 2012-03-16 2016-04-26 Ntn株式会社 保持器の製造方法及び保持器
CN103480726A (zh) * 2012-06-11 2014-01-01 立多禄工业股份有限公司 滚子保持架加工方法
JP2014149076A (ja) * 2013-01-10 2014-08-21 Nsk Ltd ラジアルニードル軸受用保持器及びその製造方法
DE102013212962A1 (de) * 2013-07-03 2015-01-08 Aktiebolaget Skf Lagerkäfig für verlängerte Fettgebrauchsdauer
DE102013221388A1 (de) * 2013-10-22 2015-04-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Stahlkäfig mit hohem Wälzkörperfüllgrad
CN103658446B (zh) * 2013-11-18 2015-09-30 大连鑫雨轴承有限公司 冲压内k形carb轴承保持架的制作方法
CN105710254A (zh) * 2014-08-15 2016-06-29 常州市武滚轴承有限公司 一种汽车转向器轴承保持架的制造方法
USD809033S1 (en) * 2015-12-28 2018-01-30 Ntn Corporation Retainer for rolling bearing
US10487877B2 (en) * 2018-03-01 2019-11-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bearing cage including hydrodynamic feature
CN110587224A (zh) * 2019-07-04 2019-12-20 常州云帆轴承有限公司 一种滚针轴承保持架成型工艺
CN111895062A (zh) * 2020-07-09 2020-11-06 北京精密机电控制设备研究所 一种行星滚柱丝杠副

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07151153A (ja) * 1993-11-30 1995-06-13 Ntn Corp ころ軸受用保持器及びその製造方法
JP2000205273A (ja) * 1999-01-12 2000-07-25 Ntn Corp ころ軸受用保持器およびその製造方法
JP2000257638A (ja) 1999-03-04 2000-09-19 Nippon Thompson Co Ltd ころ軸受用保持器及びその製造方法
JP2000337388A (ja) * 1999-05-25 2000-12-05 Nsk Ltd ころ軸受用のプレス成形保持器の製造方法及び該プレス成形保持器を組み込んだころ軸受
JP2001314921A (ja) * 2000-04-28 2001-11-13 Nissan Motor Co Ltd プレス加工による局部肉厚増加方法
JP2002181052A (ja) * 2000-12-19 2002-06-26 Nsk Ltd ころ軸受用プレス保持器
JP2005233317A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Nsk Ltd ラジアルニードル軸受用保持器とその製造方法
JP2006118604A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Nsk Ltd 転がり軸受用保持器の製造方法該製造方法により製造された転がり軸受用保持器
JP2007016816A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Nsk Ltd ころ軸受用保持器及びその製造方法
JP2007263220A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Nsk Ltd ケージアンドローラ

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19740435A1 (de) * 1997-09-15 1999-03-18 Schaeffler Waelzlager Ohg Verfahren zum Herstellen eines Käfigs
JP3933336B2 (ja) * 1999-01-28 2007-06-20 Ｎｔｎ株式会社 スラスト針状ころ軸受用保持器およびその製造方法
US6969202B2 (en) * 2003-11-03 2005-11-29 Timken Us Corporation Unitized bearing assembly
JP4629385B2 (ja) * 2004-08-16 2011-02-09 Ｎｔｎ株式会社 針状ころ軸受

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07151153A (ja) * 1993-11-30 1995-06-13 Ntn Corp ころ軸受用保持器及びその製造方法
JP2000205273A (ja) * 1999-01-12 2000-07-25 Ntn Corp ころ軸受用保持器およびその製造方法
JP2000257638A (ja) 1999-03-04 2000-09-19 Nippon Thompson Co Ltd ころ軸受用保持器及びその製造方法
JP2000337388A (ja) * 1999-05-25 2000-12-05 Nsk Ltd ころ軸受用のプレス成形保持器の製造方法及び該プレス成形保持器を組み込んだころ軸受
JP2001314921A (ja) * 2000-04-28 2001-11-13 Nissan Motor Co Ltd プレス加工による局部肉厚増加方法
JP2002181052A (ja) * 2000-12-19 2002-06-26 Nsk Ltd ころ軸受用プレス保持器
JP2005233317A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Nsk Ltd ラジアルニードル軸受用保持器とその製造方法
JP2006118604A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Nsk Ltd 転がり軸受用保持器の製造方法該製造方法により製造された転がり軸受用保持器
JP2007016816A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Nsk Ltd ころ軸受用保持器及びその製造方法
JP2007263220A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Nsk Ltd ケージアンドローラ

Also Published As

Publication number Publication date
DE112008003559T5 (de) 2010-12-02
JP2009156392A (ja) 2009-07-16
CN101910660A (zh) 2010-12-08
CN101910660B (zh) 2013-03-13
US20100278472A1 (en) 2010-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009084362A1 (ja) ころ軸受用保持器、針状ころ軸受、およびころ軸受用保持器の製造方法
WO2009084478A1 (ja) ころ軸受用保持器および針状ころ軸受
JP5464821B2 (ja) ころ軸受用保持器、ころ軸受およびころ軸受用保持器の製造方法
EP1780428B1 (en) Needle roller bearing
JP2009156393A (ja) ころ軸受用保持器および針状ころ軸受
JP2009156391A (ja) ころ軸受用保持器および針状ころ軸受
JP5408226B2 (ja) シールリング付シェル型ニードル軸受の製造方法
JP2006250327A (ja) スラストころ軸受およびスラストころ軸受の保持器の製造方法
JP5346465B2 (ja) ころ軸受用保持器および針状ころ軸受
JP5246742B2 (ja) ころ軸受用保持器および針状ころ軸受
JP2009156389A (ja) ころ軸受用保持器および針状ころ軸受
JP2009162353A (ja) 遊星歯車機構
JP2008002503A (ja) スラストころ軸受
JP5346471B2 (ja) 針状ころ軸受
JP5597747B2 (ja) ころ軸受用保持器および針状ころ軸受
JP5064252B2 (ja) アイドラー支持構造およびトランスミッション
JP5049143B2 (ja) コンロッドの大端部支持構造および二輪用エンジン
JP4928331B2 (ja) シェル外輪の製造方法およびシェル型針状ころ軸受
JP2014029212A (ja) プレス製ころ軸受用保持器、ころ軸受、およびプレス製ころ軸受用保持器の製造方法
JP4627751B2 (ja) 外輪部材の製造装置および外輪部材の製造方法
JP4978318B2 (ja) シールリング付シェル型ニードル軸受の製造方法
JP7075324B2 (ja) ころ軸受用保持器および保持器付き針状ころ
JP4627750B2 (ja) ころ軸受
JP2008202696A (ja) 保持器付きころ
JP2008256004A (ja) シェル外輪の製造方法およびシェル型針状ころ軸受

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880123081.7

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08868674

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008868674

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12810627

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120080035598

Country of ref document: DE

RET De translation (de og part 6b)

Ref document number: 112008003559

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20101202

Kind code of ref document: P