WO2015104946A1 - スラストころ軸受の保持器、およびその製造方法 - Google Patents

スラストころ軸受の保持器、およびその製造方法 Download PDF

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WO2015104946A1
WO2015104946A1 PCT/JP2014/082828 JP2014082828W WO2015104946A1 WO 2015104946 A1 WO2015104946 A1 WO 2015104946A1 JP 2014082828 W JP2014082828 W JP 2014082828W WO 2015104946 A1 WO2015104946 A1 WO 2015104946A1
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roller bearing
retainer
thrust roller
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信吾 河野
山本　和之
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Ntn株式会社
信吾 河野
山本　和之
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    • 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
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a thrust roller bearing retainer (hereinafter sometimes simply referred to as “retainer”) and a method for manufacturing the same, and more particularly to a thrust roller bearing retainer manufactured using a press, and It relates to the manufacturing method.
  • retainer a thrust roller bearing retainer
  • a thrust roller bearing that receives a thrust load may be disposed at a location where a thrust load is applied in an automatic transmission for an automobile, a compressor for a car air conditioner, or the like.
  • Such thrust roller bearings are desired to reduce the rotational torque of the bearings from the viewpoint of reducing fuel consumption and saving labor.
  • the thrust roller bearing includes a bearing ring disposed in the rotation axis direction, a plurality of needle rollers that roll on the raceway surface of the bearing ring, and a cage that holds the plurality of needle rollers.
  • the cage may be manufactured by bending a steel plate and then removing a pocket to accommodate the rollers.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-220482
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 4706715
  • Patent Document 1 it is described that the thrust roller bearing retainer is provided with a convex portion that protrudes in the inner diameter direction from the pocket end surface located near the outer diameter of the annular main body and contacts the outer peripheral side end surface of the roller. There is. There is also a description that this convex portion comes into contact with the vicinity of the center portion of the roller to guide the roller in the radial direction, thereby reducing the rotational torque of the bearing and improving the wear resistance of the cage.
  • Patent Document 1 does not disclose any method for forming such a convex portion.
  • Patent Document 2 in a method for manufacturing a thrust roller bearing retainer, a convex portion for pivotally supporting a roller on the inner wall surface of the pocket is formed simultaneously with the punching of the pocket.
  • the thrust roller bearing cage manufacturing method disclosed in Patent Document 2 has the following problems. Since the thrust roller bearing cage disclosed in Patent Document 2 has a configuration in which a convex portion for pivotally supporting the roller is provided on the inner wall surface of the pocket, there is a possibility that the cage cannot be accommodated when the thickness of the cage is thin. is there. Specifically, for example, the roller diameter is less than ⁇ 3 mm and is relatively small, and the roller length / roller diameter value, which is a ratio of the roller length to the diameter, is a so-called small diameter short and small. When the rollers are accommodated in the pockets, the end surfaces of the rollers and the above-described convex portions cannot be brought into appropriate contact unless the thickness of the cage is made thinner than before. Such a measure may lead to a significant decrease in the strength of the cage. That is, in the technique disclosed in Patent Document 2, there is a possibility that a problem may occur when using small diameter short rollers, and such a case cannot be dealt with.
  • An object of the present invention is to provide a cage for a thrust roller bearing having good performance.
  • Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a cage for a thrust roller bearing, which can efficiently manufacture a cage for a thrust roller bearing with good performance.
  • the cage of the thrust roller bearing according to the present invention is a cage of a thrust roller bearing provided in the thrust roller bearing and provided with a plurality of pockets for accommodating the rollers, wherein the outer diameter side region of the cage is defined as the inner diameter. It is formed so as to be bent to the side, and has a protruding portion that protrudes toward the inner diameter side in the region on the outer diameter side of the pocket and contacts the roller end surface.
  • region which contacts a roller end surface among protrusion parts is surface-pressed.
  • the region of the projecting portion that contacts the roller end surface is subjected to surface pressing, so that the roller end surface slides between the roller end surface of the projecting portion and the region that contacts the roller end surface during rotation of the bearing.
  • This can reduce the interruption of the oil film. If it does so, the lubricity of this contact area
  • the surface pressing process means that the protruding portion is extended in the diameter increasing direction by using the outer diameter surface of the mold that acts as a stopper for regulating the amount of collapse during the outer diameter bending process.
  • pressurizing it means the process of smoothing the surface roughness before and after the process.
  • the press shear surface or fractured surface formed during the outer shape forming process is smoothed to an arithmetic average roughness Ra (JIS B 0601) of about 2 ⁇ m or less by surface pressing. it can.
  • an engaging portion for alignment when forming the protruding portion may be provided.
  • a protrusion part when forming a protrusion part, a protrusion part can be formed in an appropriate location using the engaging part for alignment. If it does so, a protrusion part can be formed accurately.
  • the protruding portion since the protruding portion is formed by bending the outer diameter side region of the cage to the inner diameter side, the protruding portion can be appropriately formed regardless of the size of the roller.
  • the engaging portion may be configured to be a pilot hole.
  • the protruding portion may be formed so that the outer diameter side region of the cage is bent obliquely toward the inner diameter side.
  • a method for manufacturing a cage for a thrust roller bearing is a method for manufacturing a cage for a thrust roller bearing provided in the thrust roller bearing and provided with a plurality of pockets for accommodating the rollers.
  • a cage material preparation step for preparing a cage material to be a cage later, and a projection that projects toward the inner diameter side in the region on the outer diameter side of the pocket to form a projecting portion that contacts the roller end surface with respect to the cage material A part forming step, a pocket forming step for forming a pocket with respect to the cage material, and an outer diameter region bending step for folding an outer diameter side region of the cage material after the protruding portion forming step and the pocket forming step;
  • the pocket forming step is formed using the engaging portion formed in the engaging portion forming step.
  • the roller material protrudes toward the inner diameter side in the outer diameter side region of the pocket using the engaging portion formed in the engaging portion forming step. Since the protrusion part which contacts an end surface is formed, positioning at the time of forming a protrusion part can be performed appropriately. Further, in the pocket forming step, the pocket is formed on the cage material by using the engaging portion formed in the engaging portion forming step, so that the positioning when forming the pocket can be performed appropriately. That is, in the positional relationship between the formed protrusion and the formed pocket, the protrusion can be formed with high accuracy and efficiency. And about the cage
  • the engaging portion forming step may be configured to be a step of forming a pilot hole penetrating the cage material in the plate thickness direction.
  • the engaging portion forming step may be configured to be a step of forming the engaging portion in a region on the inner diameter side from the pocket.
  • the cage material may be configured to include an uneven shape forming step for forming an uneven shape in the plate thickness direction.
  • the concavo-convex shape forming step may include a drawing process for the cage material.
  • the protruding portion forming step may be configured to be a step of punching the cage material so as to form the protruding portion and forming the outer shape.
  • It may be configured to be manufactured using a transfer press.
  • the region of the projecting portion that comes into contact with the roller end surface is subjected to surface pressing, so that the roller end surface of the projecting portion and the roller end surface of the projecting portion
  • the oil film can be prevented from being interrupted by sliding with the contact area. If it does so, the lubricity of this contact area
  • the surface pressing process is performed on the region of the protruding portion formed in the protruding portion forming step in contact with the roller end surface.
  • the oil film can be reduced from being interrupted by sliding between the roller end surface and the region of the protruding portion that contacts the roller end surface. If it does so, the lubricity of this contact area
  • Such a cage has a good performance because it can reduce the rotational torque of the bearing. Therefore, according to such a method of manufacturing a thrust roller bearing retainer, it is possible to efficiently manufacture a thrust roller bearing retainer with good performance.
  • FIG. 1 is a view showing a part of a cage 11 of a thrust roller bearing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view of the cage 11 as seen from the rotation axis direction of the cage 11.
  • FIG. 2 is a sectional view of the cage 11 of the thrust roller bearing shown in FIG.
  • FIG. 2 shows a case of cutting along a section indicated by II-II in FIG. Specifically, a cross section of a portion where a pocket described later is formed in the right region of FIG. 2 is shown, and a cross section of a portion where a column portion described later is formed in the left region of FIG.
  • II-II a cross section of a portion where a pocket described later is formed in the right region of FIG. 2
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a part of the cage 11 of the thrust roller bearing shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a region indicated by III in FIG. 2 and 3, the rotation axis 12 of the cage 11 is indicated by a one-dot chain line.
  • FIG. 3 one of a pair of track rings 14 and 15 arranged on both sides of the needle roller 13 accommodated in a pocket 21 described later and the rotating shaft direction of the retainer 11. The part is illustrated.
  • the front and back direction of the paper surface in FIG. 1 and the vertical direction of the paper surface in FIGS. 2 and 3 are the rotation axis direction of the cage 11. Further, the direction of the direction or vice versa indicated by the arrow A 1 in FIG.
  • the upper side in FIG. 2 and FIG. 3 is the upper side in the axial direction. That is, the direction indicated by arrow A 2 in FIG. 2 and FIG. 3, the upward direction. Further, the horizontal direction in FIG. 2 and FIG. 3 is the radial direction. Direction indicated by arrow A 3 in FIG. 3, the outer diameter direction.
  • the thrust roller bearing retainer 11 has a disk shape, and a through hole 22 is provided in a central region thereof so as to penetrate straight in the thickness direction.
  • a rotation shaft (not shown) is disposed in the through hole 22.
  • the retainer 11 is provided at intervals in the circumferential direction so as to form a pair of annular portions 23 and 24 having different diameters and a pocket 21 that accommodates the needle rollers 13. And a plurality of column portions 25 to be connected. In this case, although a part of the illustration is omitted, the retainer 11 is provided with 28 pockets 21 and 28 column portions 25.
  • the pocket 21 has a substantially rectangular shape when viewed from the axial direction.
  • the pockets 21 are arranged radially about the rotation axis 12 of the cage 11.
  • an upper roller stopper 26 that prevents the needle rollers 13 accommodated in the pocket 21 from falling off in the axial direction and an axial direction of the needle rollers 13 accommodated in the pocket 21.
  • Lower roller stoppers 27 and 28 are provided to prevent falling off.
  • the upper roller stopper 26 is provided at the center in the radial direction of the pocket 21.
  • the lower roller stopper 27 is provided on the inner diameter side of the pocket 21, and the lower roller stopper 28 is provided on the outer diameter side of the pocket 21.
  • the upper roller stopper 26 and the lower roller stoppers 27 and 28 are provided on the side wall surfaces on both sides in the circumferential direction of the pocket 21 so as to protrude toward the pocket 21.
  • the needle rollers 13 are accommodated so as to be pushed into the pockets 21.
  • the shape of the end face of the needle roller 13, specifically, the end face 16 located on the bearing outer side and the end face 17 located on the bearing inner side is flat.
  • the retainer 11 is formed with a concavo-convex shape obtained by bending a plate material by bending it several times in the thickness direction.
  • the retainer 11 includes four disk portions 31, 32, 33, and 34 that extend in the radial direction, and four cylindrical portions 36, 37, 38, and 39 that extend in the axial direction.
  • the four disc portions 31 to 34 have an inner diameter in the order of the first disc portion 31, the second disc portion 32, the third disc portion 33, and the fourth disc portion 34 from the inner diameter side. Is configured to be large.
  • the four cylindrical portions 36 to 39 are arranged in the order of the first cylindrical portion 36, the second cylindrical portion 37, the third cylindrical portion 38, and the fourth cylindrical portion 39 from the inner diameter side.
  • the first cylindrical part 36 and the second cylindrical part 37 are configured to extend straight in the axial direction.
  • the third cylindrical portion 38 is configured to be slightly inclined so that the inner diameter side portion is located on the lower side in the axial direction than the outer diameter side portion.
  • the fourth cylindrical portion 39 located on the outermost diameter side is configured to be slightly inclined so that the inner diameter side portion is located on the upper side in the axial direction than the outer diameter side portion.
  • the above-described upper roller stopper 26 is provided on the third disk portion 33.
  • the lower roller stopper 27 is provided in the second disc portion 32, and the lower roller stopper 28 is provided in the fourth disc portion 34.
  • the annular portion 23 on the inner diameter side includes the first disc portion 31, a part of the second disc portion 32, the first cylindrical portion 36, and the second cylindrical portion 37. Further, the annular portion 24 on the outer diameter side described above includes a part of the fourth disc portion 34, an outer diameter region bent portion 41 described later, and a protruding portion 44 described later.
  • the above-described column part 25 includes a part of the second disk part 32, a third disk part 33, a part of the fourth disk part 34, a third cylindrical part 38, and a fourth cylindrical part 39. It is the structure containing.
  • the retainer 11 includes an outer diameter region bent portion 41 that is formed by bending an outer diameter side region of the retainer 11 toward an inner diameter side. That is, the retainer 11 is provided with an outer diameter region bent portion 41 that is formed by bending an outer diameter side region of the retainer 11 to the inner diameter side.
  • the outer diameter region bent portion 41 is formed so as to extend continuously in an annular shape. Specifically, the outer-diameter region bending portion 41 bends the outer-diameter-side end of the fourth disc portion 34 arranged on the outermost-diameter side toward the upper side in the axial direction at a predetermined angle. It is formed.
  • the angle of the outer diameter region bent portion 41 that is, the angle between the surface 42 located on the inner diameter side of the outer diameter region bent portion and the upper surface 43 of the fourth disc portion 34 is shown in FIGS. indicated by angle B 1 in, it is an acute angle.
  • the outer diameter region bent portion 41 is formed so as to bend the region located on the outer diameter side of the pocket 21 obliquely toward the inner diameter side.
  • the retainer 11 is provided with a protruding portion 44 at a position where the pocket 21 is formed in the outer diameter region bent portion 41. That is, the outer peripheral edge of the protruding portion 44 (the inner peripheral edge of the outer diameter region bent portion 41 excluding the protruding portion 44) overlaps with the outer peripheral edge of the pocket 21.
  • the protruding portion 44 is provided so as to protrude toward the inner diameter side in the region on the outer diameter side of the pocket 21 and to come into contact with the end face 16 of the needle roller 13 accommodated in the pocket 21.
  • the protruding portion 44 has a shape in which a part of the tip of the outer diameter region bent portion 41 extends toward the inner diameter side.
  • the protruding portion 44 is formed so that the apex of the protruding portion 44 is located at the center in the circumferential direction of the pocket 21 at the circumferential position.
  • the protruding portion 44 has a corner portion 45 on the surface 42 side (a corner portion 45 positioned on the innermost diameter side of the protruding portion 45) which is a portion positioned on the innermost diameter side of the protruding portion 44.
  • the needle roller 13 is provided so as to contact the center of the end surface 16.
  • the corner portion 45 in this case is a corner located on the fourth disc portion 34 side of the protruding portion 44.
  • the holder 11 is provided with three pilot holes 51 and 52.
  • the three pilot holes 51 and 52 serve as alignment engaging portions.
  • one of the pilot holes is not shown.
  • the three pilot holes 51 and 52 are provided so as to penetrate straightly in the plate thickness direction at intervals in the circumferential direction.
  • the three pilot holes 51 and 52 are each opened in a round hole shape.
  • the three pilot holes 51 and 52 are provided at approximately equal intervals.
  • the pilot holes 51 and 52 are provided at intervals of 120 degrees around the rotation axis 12 of the cage 11.
  • the pilot holes 51 and 52 are provided at the center in the radial direction in the first disc portion 31 located on the innermost diameter side.
  • As the diameter of the pilot holes 51 and 52 for example, ⁇ 2.5 mm or ⁇ 3 mm is selected.
  • the thrust roller bearing 20 provided with such a cage 11 is configured to include, for example, a plurality of needle rollers 13, a race ring 14 located on the upper side, and a race ring 15 located on the lower side.
  • the needle rollers 13 accommodated in the pocket 21 are the raceway surface 18 of the raceway 14 located on the upper side in the axial direction and the raceway ring located on the lower side in the axial direction.
  • Roll on 15 raceway surfaces 19 The cage 11 rotates around the rotation axis 12.
  • each needle roller 13 accommodated in the pocket 21 performs a revolving motion while performing a rotation motion.
  • centrifugal force to the outer diameter side acts on the needle rollers 13.
  • the center of the end surface 16 of the needle roller 13 has a protrusion 44 provided on the retainer 11, specifically, a corner 45 positioned on the innermost diameter side of the protrusion 44 provided on the retainer 11. Sliding contact.
  • the corner 45 of the projecting portion 44 is a region in contact with the end face 16 of the needle roller 13.
  • the corner 45 is surface-pressed.
  • the corner portion 45 does not have a sharply pointed portion, and is smoothly connected to the surface constituting the corner portion 45. And the aggression to the member of the other party which the corner
  • the protruding portion 44 when forming the protruding portion 44, can be formed at an appropriate location using the pilot holes 51 and 52 that are engaging portions for alignment. . If it does so, the protrusion part 44 can be formed accurately. In this case, since the protruding portion 44 is formed by bending the outer diameter side region of the cage 11 toward the inner diameter side, the protruding portion 44 can be appropriately formed regardless of the size of the roller. Moreover, since the corner
  • FIG. 4 is a flowchart showing typical steps of the method for manufacturing the thrust roller bearing retainer 11 according to the embodiment of the present invention.
  • a cage material that will later become cage 11 is prepared (cage material preparation step) (FIG. 4A).
  • this cage material for example, a thin flat steel plate is used.
  • the cage material may be a plate material cut into a substantially rectangular shape at this stage in order to form the final outer diameter shape of the cage in the subsequent outer shape forming process.
  • a disc-shaped plate material may be used.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the cage material after performing the uneven shape forming step.
  • the cross section shown in FIG. 5 corresponds to the cross section shown in FIG.
  • the flat retainer material 56 is subjected to drawing to provide first to fourth disc portions 61, 62, 63, 64, and first to fourth discs.
  • Four cylindrical portions 66, 67, 68, 69 are formed.
  • board thickness direction is provided in the center. That is, in this case, the cage material 56 has a so-called mountain-valley shape that is bent a plurality of times in the axial direction.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the cage material 56 after the pilot hole forming step is enlarged.
  • the cross section shown in FIG. 6 corresponds to a portion shown in a region VI in FIG.
  • the pilot hole 71 as the engaging portion is provided so as to penetrate straight in the plate thickness direction at the radial center of the first disc portion 61.
  • a total of three pilot holes 71 are provided at approximately equal intervals with an interval of 120 degrees in the circumferential direction.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the cage material 56 after the outer shape forming step is performed.
  • the cross section shown in FIG. 7 corresponds to a portion shown in a region VI in FIG. 2, and is a case where the cross section is shown by VII-VII in FIG.
  • the retainer material 56 is formed by punching straight in the thickness direction so that the final outer shape of the retainer 11 is obtained by a subsequent outer diameter region bending step or the like. In this manner, the outer end 72 of the retainer 11, specifically, the outer end 72 of the fourth disc portion 64 is formed.
  • FIG. 8 is a view showing a part of the cage material 56 after the pocket forming step performed after the outer shape forming step.
  • FIG. 8 corresponds to FIG.
  • a plurality of guide pins serving as a so-called pencil-shaped positioning jig whose tip is sharp and gradually increases in diameter in a tapered shape are provided in a plurality of pilot holes 71. Insert gradually from one side in the thickness direction. Then, positioning is performed by a plurality of guide pins, and the punching device (not shown) for punching the entire outer shape is punched in consideration of the position and shape of the protrusion 70. By doing so, even if the positions of the punching device and the cage material 56 are slightly deviated from the positions where the protrusions 70 are provided, the pencil-shaped guide pins with sharp tips are gradually inserted into the pilot holes 71.
  • punching can be performed by returning the cage material 56 to the correct position where the protrusion 70 should be provided with respect to the positional relationship with the punching device.
  • the three pilot holes 71 are provided, rotation of the cage material 56 and the like can be prevented when positioning is performed, and more reliable positioning can be performed.
  • FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the cage material after the pocket forming step is enlarged.
  • the cross section shown in FIG. 9 corresponds to the portion shown in region III in FIG. 2, and is a case where the cross section is shown by IX-IX in FIG.
  • the pocket 73 extends over a part of the second disk part 62, the third disk part 63, a part of the fourth disk part 64, and the third cylindrical part 68, and the The pocket material is formed so as to penetrate the retainer material 56 straightly in the plate thickness direction over the four cylindrical portions 69.
  • FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the cage material after the pocket forming step is enlarged.
  • the cross section shown in FIG. 9 corresponds to the portion shown in region III in FIG. 2, and is a case where the cross section is shown by IX-IX in FIG.
  • the pocket 73 extends over a part of the second disk part 62, the third disk part 63, a part
  • an upper roller stopper and a lower roller stopper having a shape protruding inward in the circumferential direction of the pocket 73 are formed at the same time. That is, the pocket is removed along the outer shape of the needle roller 13 accommodated in the pocket 73 in consideration of the shapes of the upper roller stopper and the lower roller stopper.
  • a plurality of pockets 73 may be formed simultaneously by removing the pockets, or one pocket 73 may be formed one by one.
  • the pilot hole 71 is used to align the punching device (not shown) for punching the pocket with the cage material 56 to be punched. That is, the pocket 73 is formed with reference to the position where the pilot hole 71 is provided. Also in this case, the circumferential positioning is performed using the plurality of pilot holes 71 in the same manner as in the outer shape forming process described above. Specifically, similarly to the above, a plurality of guide pins as sharp pencil-shaped positioning jigs are prepared, and the tips are gradually inserted into the plurality of pilot holes 71 from one side in the plate thickness direction.
  • a plurality of pockets 73 may be formed by punching simultaneously, or the pockets 73 may be formed by punching one by one.
  • the position where the pocket 73 is provided is a position avoiding the pilot hole 71 in the circumferential direction, but the positional relationship with the pilot hole 71 is arbitrarily determined.
  • a plurality of pockets 73 are formed such that pilot hole 71 is arranged at a position corresponding to the center in the circumferential direction between adjacent pockets 73.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the cage material in an intermediate stage of the outer diameter region bending process.
  • 11 and 12 are enlarged cross-sectional views showing a part of the cage material 56 after the outer diameter region bending step is enlarged.
  • the cross section shown in FIGS. 10 and 11 corresponds to a portion shown in a region VI in FIG.
  • the cross section shown in FIG. 12 corresponds to the portion shown in region III in FIG.
  • the end 72 on the outer diameter side of the cage material 56 extending in an annular shape is once bent over the entire region so as to be straight in the thickness direction.
  • the angle B 2 between the surface 75 located on the inner diameter side of the outer diameter region bent portion 74 and the upper surface 76 of the fourth disc unit 64 is approximately at right angles.
  • the method of bending at a right angle is not particularly limited, for example, it is performed as follows.
  • 15 and 16 are enlarged sectional views showing a state in which the outer diameter region bending step is performed. As shown in FIG. 15, a region excluding the region on the outer diameter side of the fourth disc portion 64 in the cage material 56 is sandwiched and held in the vertical direction by the holding members 101 and 102, and the fourth disc portion 64 is held.
  • the pressing member 103 is disposed under the outer diameter side region. Next, as shown in FIG. 16, by pushing up the pressing member 103, the outer diameter side region bent portion 74 can be bent at a right angle with respect to the fourth disc portion 64.
  • the outer diameter side region bent portion 74 is bent toward the inner diameter side to form the outer diameter region bent portion 74 that is bent obliquely toward the inner diameter side.
  • the bending angle in this case that is, the angle between the surface 75 located on the inner diameter side of the outer diameter region bending portion 74 and the upper surface 76 of the fourth disk portion 64 is shown in FIGS. 11 and 12. represented by the angle B 3.
  • Angle B 3 corresponds to the angle B 1 described above. That is, the angle B 1 and the angle B 3 are in the same relationship.
  • the protrusion 70 is provided at the center in the circumferential direction of the pocket 73 in the circumferential positional relationship, the protrusion 70 is formed at an appropriate location. Specifically, in the protruding portion 70, the corner portion 77 located on the fourth disc portion 76 side comes into contact with the center of the end surface 16 of the needle roller 13. Finally, a surface pressing process is performed on a region of the protrusion 70 that contacts the end surface 16 of the needle roller 13. Thus, the thrust roller bearing retainer 11 having the structure shown in FIGS. 1 to 3 is manufactured.
  • FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the outer diameter region bending step is performed.
  • FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view illustrating a state in which the surface pressing process is performed.
  • FIG. 19 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged front end of the outer diameter region bent portion after the surface pressing process. Specifically, as shown in FIG.
  • the outer-diameter-side region bent portion 74 is perpendicular to the fourth disc portion 64, the outer-diameter-side region bent portion.
  • a region on the inner diameter side than 74 is sandwiched and held by the molds 104 and 105 in the vertical direction.
  • the outer diameter side edge of the upper mold 104 is positioned closer to the inner diameter side than the outer diameter side edge of the lower mold 105.
  • the mold 106 that pressurizes the outer diameter region bent portion 74 from the upper side to the lower side is disposed so as to be in contact with the surface 78 located on the outer diameter side of the outer diameter region bent portion 74.
  • the mold 106 is abutted with the upper mold 104 and extends in the vertical direction on the inner diameter side end face 106 a, the horizontal surface 106 b that is continuous with the inner diameter side end face 106 a and extends on the outer diameter side, and the outer diameter area bending portion 74.
  • a portion 106d that has an inner diameter side surface 106c that is abutted with the outer diameter side surface 78 and extends in the vertical direction has a round (R) shape.
  • the surface pressing member 104 is further moved downward, the corner located on the inner diameter side in the outer diameter region bending portion 74 is smoothed by the die 104, and the outer diameter region is bent by the die 106.
  • the corner located on the outer diameter side in the portion 74 is smoothed.
  • region which contacts the end surface of a roller is surface-pressed can be formed.
  • the cage material 56 protrudes toward the inner diameter side in the outer diameter side region of the pocket 73 using the pilot hole 71 formed in the pilot hole forming step. Since the protrusion part 70 which contacts with the end surface of a roller is formed, positioning at the time of forming the protrusion part 70 can be performed appropriately. Further, in the pocket forming step, the pocket 73 is formed on the cage material 56 using the pilot hole 71 formed in the pilot hole forming step. Therefore, the pocket 73 can be properly positioned. it can. In other words, the protrusion 70 can be formed with high accuracy and efficiency in the positional relationship between the protrusion 70 to be formed and the pocket 73 to be formed.
  • the pilot hole forming step is a step of forming the pilot hole 71 in a region on the inner diameter side of the pocket 73, the pilot hole 71 can be formed by effectively using the space that the cage 11 has. it can.
  • the pilot hole forming step is a step of avoiding a location where the pocket 73 is provided in the circumferential direction, and therefore, a local strength reduction is avoided in the circumferential direction of the cage 11. be able to.
  • the concave / convex shape forming step for forming the concave / convex shape in the plate thickness direction is included with respect to the cage material 56 prior to the pocket forming step, A large length dimension in the rotation axis direction can be ensured, and the rollers can be appropriately held.
  • the concave / convex shape forming step performs drawing processing on the cage material 56, the concave / convex shape can be formed more efficiently.
  • the outer shape of the cage material 56 is formed by punching in the outer shape forming step, the outer shape of the cage material 56 can be formed relatively easily and accurately. it can.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a part of the cage in this case.
  • FIG. 13 corresponds to a cross section of the cage shown in FIG.
  • a thrust roller bearing retainer 81 according to another embodiment of the present invention is provided with a protruding portion 83 at a position where pocket 85 is formed in outer diameter region bent portion 82. ing.
  • the protruding portion 83 is configured to come into contact with the center of the end surface 16 of the needle roller 13 accommodated in the pocket 85 at a corner portion 84 opposite to the fourth disc portion 86 side.
  • the corner portion 84 is subjected to surface pressing. In order to obtain such a configuration, it is preferable to perform processing using a jig having an angle along the corner 84 in the outer diameter region bending step.
  • FIG. 14 is a diagram showing a part of the cage in this case.
  • a thrust roller bearing retainer 91 according to still another embodiment of the present invention includes a plurality of pockets 92 and a column part 93 positioned between two adjacent pockets 92.
  • a pilot hole 95 is provided between the pocket 92 and the pocket 92 at the position of the column portion 94 where the pocket 92 is to be formed.
  • the pilot holes 95 have a so-called alternative shape in which one of the plurality of pockets 92 provided at equal intervals in the circumferential direction is replaced with the pilot hole 95.
  • the pilot hole is configured to penetrate straight in the thickness direction.
  • the present invention is not limited to this.
  • the pilot hole penetrates so that the wall surface of the pilot hole is tapered. You may do it.
  • a rectangular hole, a triangular hole, or the like can be employed regardless of the round hole shape.
  • the pilot hole is provided as the engaging portion, the present invention is not limited to this, and the engaging portion may be configured by another configuration, for example, a notch.
  • the drawing process is performed in the uneven shape forming step.
  • the present invention is not limited to this, and the uneven shape may be formed by a process other than the drawing process, for example, a bending process.
  • the cage is configured to form a concavo-convex shape in the plate thickness direction.
  • the present invention is not limited to this, and the cage does not have a concavo-convex shape in the plate thickness direction. You may comprise so that the holder
  • the thrust roller bearing provided with such a cage may be configured not to include a race ring. Furthermore, you may decide to use rollers other than a needle roller, for example, a rod-shaped roller.
  • the thrust roller bearing retainer and the manufacturing method thereof according to the present invention are required in the case where a thrust roller bearing retainer having good performance and a more efficient production of such a thrust roller bearing retainer are required. , Effectively used.

Abstract

　スラストころ軸受の保持器（１１）は、スラストころ軸受に備えられ、針状ころ（１３）を収容するポケット（２１）が複数設けられているスラストころ軸受の保持器（１１）であって、保持器（１１）の外径側の領域を内径側に折り曲げるようにして形成され、ポケット（２１）の外径側の領域において内径側に突出して針状ころ（１３）の端面（１６）と接触する突出部（４４）を備える。突出部（４４）のうち、針状ころ（１３）の端面（１６）と接触する領域である角部（４５）は、面押し加工されている。

Description

スラストころ軸受の保持器、およびその製造方法
　この発明は、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。
　ここで、スラストころ軸受に備えられる保持器に関する技術が、特開平１０－２２０４８２号公報（特許文献１）、および特許第４７０６７１５号（特許文献２）に開示されている。
特開平１０－２２０４８２号公報 特許第４７０６７１５号
　特許文献１においては、スラストころ軸受用保持器には、環状本体の外径寄りに位置するポケット端面より内径方向に突出し、ころの外周側端面と接触する凸部が設けられているとの記載がある。また、この凸部がころの中心部付近と接触してころの径方向の案内がなされ、軸受の回転トルクを軽減し、保持器の耐摩耗性を向上するとの記載もある。ここで、このような凸部を形成する場合、凸部を形成する位置が不適切であると、凸部ところの外周側端面との接触が適切ではなくなり、ポケットに収容されたころの転動が阻害されるおそれがある。なお、このような凸部の形成方法について、特許文献１には、何らの開示もない。
　特許文献２によると、スラストころ軸受用保持器の製造方法において、ポケットの内壁面にころをピボット支持させるための凸部をポケットの打ち抜きと同時に形成することとしている。このように構成することにより、ポケットの打ち抜き金型の抜き形状を管理するだけで、ポケット内における凸部の配置を簡単かつ精度よく行えるようにし、保持器の製造工数を従来例よりも少なくできることとしている。
　しかし、特許文献２に開示のスラストころ軸受の保持器の製造方法によると、以下の問題がある。特許文献２に開示のスラストころ軸受の保持器については、ポケットの内壁面にころをピボット支持させる凸部を設ける構成であるため、保持器の厚みが薄い場合において、対応することができないおそれがある。すなわち、具体的には、例えば、ころ径がφ３ｍｍ未満であって比較的小さく、かつ、ころ長さところ径との比であるころ長さ／ころ径の値が２未満のようないわゆる小径短小ころをポケット内に収容する場合、保持器の板厚を従来よりも薄くしなければ、ころの端面と上記した凸部とを適切に接触させることができない。このような対応は、保持器の強度を著しく低下させることにも繋がりかねない。すなわち、特許文献２に開示の技術では、小径短小ころを用いる場合等において問題が生ずるおそれがあり、このような場合に対応することができない。
　この発明の目的は、性能の良好なスラストころ軸受の保持器を提供することである。
　この発明の他の目的は、性能の良好なスラストころ軸受の保持器を効率的に製造することができるスラストころ軸受の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、保持器の外径側の領域を内径側に折り曲げるようにして形成され、ポケットの外径側の領域において内径側に突出してころ端面と接触する突出部を備える。ここで、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。
　こうすることにより、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、軸受の回転トルクの低減を図ることができ、性能が良好となる。
　なお、ここでの面押し加工とは、外径折り曲げ工程の際に、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、外形形状形成工程（突出部形成工程）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。
　また、突出部を形成する際の位置合わせ用の係合部が設けられていてもよい。これにより、突出部を形成する際に、位置合わせ用の係合部を用いて適切な箇所に突出部を形成することができる。そうすると、突出部を精度よく形成することができる。この場合、突出部は、保持器の外径側の領域を内径側に折り曲げるようにして形成されているため、ころのサイズに関わらず、適切に突出部を形成することができる。
　また、係合部は、パイロット穴であるよう構成してもよい。
　また、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もよい。
　この発明の他の局面においては、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、後に保持器となる保持器素材を準備する保持器素材準備工程と、保持器素材に対して、ポケットの外径側の領域において内径側に突出してころ端面と接触する突出部を形成する突出部形成工程と、保持器素材に対して、ポケットを形成するポケット形成工程と、突出部形成工程およびポケット形成工程の後に、保持器素材の外径側の領域を折り曲げる外径領域折り曲げ工程と、突出部形成工程において形成した突出部のうち、ころ端面と接触する領域に面押し加工を行う面押し加工工程とを含む。
　このような構成によると、突出部形成工程において形成した突出部のうち、ころ端面と接触する領域に面押し加工が行われているため、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。このような保持器は、軸受の回転トルクの低減を図ることができるので、性能が良好である。したがって、このようなスラストころ軸受の保持器の製造方法によれば、性能の良好なスラストころ軸受の保持器を効率的に製造することができる。
　また、保持器素材に対して、位置合わせ用の係合部を形成する係合部形成工程をさらに含み、突出部形成工程では、係合部形成工程により形成した係合部を利用して突出部を形成し、ポケット形成工程では、係合部形成工程により形成した係合部を利用してポケットを形成する。
　このような構成によると、突出部形成工程において、保持器素材に対して、係合部形成工程により形成した係合部を利用して、ポケットの外径側の領域において内径側に突出してころ端面と接触する突出部を形成するため、突出部を形成する際の位置決めを適切に行うことができる。また、ポケット形成工程において、保持器素材に対して、係合部形成工程により形成した係合部を利用してポケットを形成するため、ポケットを形成する際の位置決めを適切に行うことができる。すなわち、形成される突出部と形成されるポケットとの位置関係において、突出部を精度よく効率的に形成することができる。そして、このようにして製造された保持器については、適切な箇所に精度よく突出部が形成されているため、軸受稼働時においてころ端面と突出部とを適切に接触させることができる。
　また、係合部形成工程は、保持器素材を板厚方向に貫通するパイロット穴を形成する工程であるよう構成してもよい。
　また、係合部形成工程は、ポケットよりも内径側の領域に係合部を形成する工程であるよう構成してもよい。
　また、係合部形成工程に先だって、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を含むよう構成してもよい。
　また、凹凸形状形成工程は、保持器素材に対する絞り加工を含むよう構成してもよい。
　また、突出部形成工程は、突出部を形成するように保持器素材を打ち抜いて外形形状を形成する工程であるよう構成してもよい。
　また、トランスファープレスを用いて製造されるよう構成してもよい。
　このようなスラストころ軸受の保持器によると、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、軸受の回転トルクの低減を図ることができ、性能が良好となる。
　また、このようなスラストころ軸受の保持器の製造方法によると、突出部形成工程において形成した突出部のうち、ころ端面と接触する領域に面押し加工が行われているため、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。このような保持器は、軸受の回転トルクの低減を図ることができるので、性能が良好である。したがって、このようなスラストころ軸受の保持器の製造方法によれば、性能の良好なスラストころ軸受の保持器を効率的に製造することができる。
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。 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。 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。 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う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を拡大して示す拡大断面図である。
　以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。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。なお、図１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Ａ１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Ａ２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Ａ３で示す方向が、外径方向となる。
　図１～図３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。この場合、一部の図示は省略するが、保持器１１には、２８個のポケット２１と２８個の柱部２５が設けられている。
　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内にかち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、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、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、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、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が設けられている。外径領域折り曲げ部４１は、環状に連なって延びるように形成されている。外径領域折り曲げ部４１は、具体的には、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Ｂ１で示され、鋭角である。すなわち、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るようにして形成されている。
　保持器１１には、外径領域折り曲げ部４１のうち、ポケット２１が形成された位置において、突出部４４が設けられている。すなわち、突出部４４の外周縁（突出部４４を除く外径領域折り曲げ部４１の内周縁）は、ポケット２１の外周縁と重なり合う。突出部４４は、ポケット２１の外径側の領域において、内径側に突出してポケット２１に収容された針状ころ１３の端面１６と接触するように設けられている。突出部４４は、具体的には、外径領域折り曲げ部４１の先端の一部が内径側に延びる形状である。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。突出部４４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４５のうちの最も内径側に位置する角部４５）が、ポケット２１の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、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。そして、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。
　このような保持器１１の構成によると、突出部４４を形成する際に、位置合わせ用の係合部であるパイロット穴５１、５２を用いて適切な箇所に突出部４４を形成することができる。そうすると、突出部４４を精度よく形成することができる。この場合、突出部４４は、保持器１１の外径側の領域を内径側に折り曲げるようにして形成されているため、ころのサイズに関わらず、適切に突出部４４を形成することができる。また、突出部４４のうち、針状ころ１３の端面１６と接触する領域となる角部４５は、面押し加工されているため、軸受の回転時において、針状ころ１３の端面１６と突出部４４のうちの針状ころ１３の端面１６と接触する領域である角部４５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、針状ころ１３のいわゆる保持器１１の突出部４４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１１は、軸受の回転トルクの低減を図ることができ、性能が良好となる。
　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４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４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）（図４（Ａ））。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において、最終的な保持器の外径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、もちろん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）（図４（Ｂ））。この場合、保持器素材に対して、絞り加工を施すことにより行う。図５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５に示す断面は、図２に示す断面に相当する。具体的には、図５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、６２、６３、６４、および第一～第四の円筒部６６、６７、６８、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（係合部形成工程））（図４（Ｃ））。図６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６に示す断面は、図２における領域ＶＩ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）（図４（Ｄ））。図７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７に示す断面は、図２における領域ＶＩに示す部分に相当し、図８中のＶＩＩ－ＶＩＩで示す断面で切断した場合である。この場合、具体的には、後の外径領域折り曲げ工程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８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８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）（図４（Ｅ））。図９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９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８中のＩＸ－ＩＸ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９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。この場合、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。
　ここで、ポケット７３が設けられる位置は、周方向において、パイロット穴７１を避けた位置となっているが、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。なお、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、保持器素材５６の外径側の領域を内径側に折り曲げる（外径領域折り曲げ工程）（図４（Ｆ））。図１０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１１、図１２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１０、図１１に示す断面は、図２における領域ＶＩに示す部分に相当する。図１２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。ここでは、図１０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Ｂ２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１５および図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１５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１６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１１および図１２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、内径側に斜めに折り曲げられた外径領域折り曲げ部７４を形成する。この場合の折り曲げの角度、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１１、および図１２中の角度Ｂ３で示される。角度Ｂ３は、上記した角度Ｂ１に相当する。すなわち、角度Ｂ１と角度Ｂ３とは等しい関係にある。
　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７６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。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３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１７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１８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１９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１７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、丸形状である面部分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１８に示すように、面押し部材１０４をさらに下方に移動し、金型１０４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１９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。
　このような構成によると、突出部形成工程において、保持器素材５６に対して、パイロット穴形成工程により形成したパイロット穴７１を利用して、ポケット７３の外径側の領域において内径側に突出してころの端面と接触する突出部７０を形成するため、突出部７０を形成する際の位置決めを適切に行うことができる。また、ポケット形成工程において、保持器素材５６に対して、パイロット穴形成工程により形成したパイロット穴７１を利用してポケット７３を形成するため、ポケット７３を形成する際の位置決めを適切に行うことができる。すなわち、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。そして、このようにして製造された保持器１１については、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。この場合、突出部形成工程において形成した突出部４４のうち、針状ころ１３の端面１６と接触する領域である角部４５に面押し加工が行われているため、軸受の回転時において、針状ころ１３の端面１６と突出部４４のうちの針状ころ１３の端面１６と接触する領域である角部４５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、針状ころ１３のいわゆる保持器１１の突出部４４への攻撃性を緩和することができる。このような保持器１１は、軸受の回転トルクの低減を図ることができるので、性能が良好である。したがって、このようなスラストころ軸受の保持器１１の製造方法によれば、性能の良好なスラストころ軸受の保持器１１を効率的に製造することができる。
　この場合、パイロット穴形成工程は、ポケット７３よりも内径側の領域にパイロット穴７１を形成する工程であるので、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、この場合、パイロット穴形成工程は、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形成する工程であるので、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。
　また、この場合、ポケット形成工程に先だって、保持器素材５６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を含むので、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。
　また、この場合、凹凸形状形成工程は、保持器素材５６に対する絞り加工を行っているので、凹凸形状をより効率的に形成することができる。
　また、この場合、外形形状形成工程において、保持器素材５６の外形形状を打ち抜くようにして形成しているので、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。
　以上より、このようなスラストころ軸受の保持器１１の製造方法によれば、性能の良好なスラストころ軸受の保持器を効率的に製造することができる。
　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１３は、この場合の保持器の一部を示す断面図である。図１３は、図３に示す保持器の断面に相当する。
　図１３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１４は、この場合における保持器の一部を示す図である。図１４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。
　以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、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　針状ころ、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、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 (12)

  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、
    　前記保持器の外径側の領域を内径側に折り曲げるようにして形成され、前記ポケットの外径側の領域において内径側に突出して前記ころの端面と接触する突出部を備え、
    　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る、スラストころ軸受の保持器。
  2. 前記突出部を形成する際の位置合わせ用の係合部が設けられている、請求項１に記載のスラストころ軸受の保持器。
  3. 前記係合部は、パイロット穴である、請求項２に記載のスラストころ軸受の保持器。
  4. 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る、請求項１～３のいずれか１項に記載のスラストころ軸受の保持器。
  5. 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、
    　後に保持器となる保持器素材を準備する保持器素材準備工程と、
    　前記保持器素材に対して、前記ポケットの外径側の領域において内径側に突出して前記ころの端面と接触する突出部を形成する突出部形成工程と、
    　前記保持器素材に対して、前記ポケットを形成するポケット形成工程と
    　前記突出部形成工程および前記ポケット形成工程の後に、前記保持器素材の外径側の領域を折り曲げる外径領域折り曲げ工程と、
    　前記突出部形成工程において形成した突出部のうち、前記ころの端面と接触する領域に面押し加工を行う面押し加工工程とを含む、スラストころ軸受の保持器の製造方法。
  6. 前記保持器素材に対して、位置合わせ用の係合部を形成する係合部形成工程をさらに含み、
    　前記突出部形成工程では、前記係合部形成工程により形成した前記係合部を利用して、前記突出部を形成し、
    　前記ポケット形成工程では、前記係合部形成工程により形成した前記係合部を利用して、前記ポケットを形成する、請求項５に記載のスラストころ軸受の保持器の製造方法。
  7. 前記係合部形成工程は、前記保持器素材を板厚方向に貫通するパイロット穴を形成する工程である、請求項６に記載のスラストころ軸受の保持器の製造方法。
  8. 前記係合部形成工程は、前記ポケットよりも内径側の領域に前記係合部を形成する工程である、請求項６または７に記載のスラストころ軸受の保持器の製造方法。
  9. 前記保持器素材に対し、板厚方向に凹凸形状を形成する凹凸形状形成工程を含む、請求項５～８のいずれかに記載のスラストころ軸受の保持器の製造方法。
  10. 前記凹凸形状形成工程は、前記保持器素材に対する絞り加工を含む、請求項９に記載のスラストころ軸受の保持器の製造方法。
  11. 前記突出部形成工程は、前記突出部を形成するように前記保持器素材を打ち抜いて外形形状を形成する工程である、請求項５～１０のいずれかに記載のスラストころ軸受の保持器の製造方法。
  12. トランスファープレスを用いて製造される、請求項５～１１のいずれか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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