(57)【要約】【課題】  保持器強度を維持するために十分な板厚および、ころと、ころ止め部との適正な遊隙量を確保し、耐久性に優れたスラストころ軸受の保持器の製造方法を提供する。【解決手段】  冷間圧延鋼板等のコイル材にパイロット穴（ａ工程）、ポケット（ｂ工程）、内径（ｃ工程）、および、外径（ｄ工程）を打ち抜いて円環状部材を形成し、一方面、および、他方面にそれぞれ円環状部材の板厚を減じてリング状溝を形成する。次に、打ち抜き加工により、ころを収容する複数のポケット（ｇ工程）と、ポケット壁面に、第１ころ接触部および第２ころ接触部とを同時に形成する。次に、第１ころ接触部および第２ころ接触部のそれぞれに、ころ止め部と、ころ案内面とを形成する（ｈ，ｉ工程）。最後に、内径（ｊ工程）および外径を打ち抜いて（ｋ工程）、スラストころ軸受用保持器の加工が完成する（ｌ工程）。【選択図】      図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板から打ち抜き加工により円環状部材を形成し、
前記円環状部材の一方面および他方面に、プレス加工により、それぞれ板厚を減じてリング状溝を形成し、
前記円環状部材の軸受回転軸線に対して交差する面に、ころを収容する複数のポケットと、前記ポケットの壁面に、前記軸受回転軸線方向および前記ころの自転軸線方向に見てずれた位置関係に、第１ころ接触部および第２ころ接触部とを打ち抜き加工により形成する、スラストころ軸受の保持器の製造方法。
【請求項２】
前記第１ころ接触部には、前記ころの接触側の角部を面押し加工により、前記ころの一方方向への抜けを防止する第１ころ止め部と、前記ころの回転を案内する第１ころ案内面とを形成し、
前記第２ころ接触部には、前記ころの接触側の角部を面押し加工により、前記ころの他方方向への抜けを防止する第２ころ止め部と、前記ころの回転を案内する第２ころ案内面とを形成する、請求項１に記載のスラストころ軸受の保持器の製造方法。
【請求項３】
前記面押し加工は、前記第１ころ接触部と、前記第２ころ接触部とを別工程で加工する、請求項２に記載のスラストころ軸受の保持器の製造方法。
【請求項４】
前記面押し加工は、バニシ加工である、請求項２または３に記載のスラストころ軸受の保持器の製造方法。
【請求項５】
前記プレス加工は、コイニングである、請求項１〜４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。
【請求項６】
前記スラストころ軸受の保持器の製造方法は、順送プレスによって行う、請求項１〜５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オートマチックトランスミッションやコンプレッサ等に使用されるスラストころ軸受の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のオートマチックトランスミッションやコンプレッサ等に使用されるスラストころ軸受は、例えば、特開２０００−１９２９６５号公報（特許文献１）に記載されている。同公報に記載されているスラストころ軸受は、ころと、図１に示すような円環状の円周面にころを収容するポケット２を複数有する保持器１とを備え、あるいはさらに軌道輪を有している。
【０００３】
保持器１のＡ−Ａ´での断面は、図２に示すように、円環状の板材をプレス加工によりＷ形状とし、ポケット２を打ち抜き形成する。ポケット２には、打ち抜き形成時に、ころ５の脱落を防止する複数のころ止め部３と、ころ５の回転を案内するころ案内面４とが形成される。
【０００４】
隣接するころ止め部３は、軸受回転軸線方向およびころ５の自転軸線方向の位置をずらして設けられる。図２では、ポケット２の中央部上側と、両端部下側とにころ止め部３が形成されている。また、ころ案内面４は、隣接するころ止め部３の間の傾斜部に設けられる。
【０００５】
ここで、軸受回転軸線とは、軸受回転時のころの公転軌道の中心を通る仮想軸線を示す。また、ころの自転軸線とは、ころの自転運動の中心を通る仮想軸線を示す。
【０００６】
ころ止め部３は、図３に示すように、ポケット２の壁面より突出しており、スラストころ軸受の停止時にころ５の脱落を防止する。一方、スラストころ軸受の回転時においては、図４に示すように、ころ５は、ころ止め部３と遊隙量ｄ０の間隔を維持して接触せず、ころ案内面４に案内されて回転する。
【０００７】
上記のようなスラストころ軸受は、ころと、転動面とが線接触するので、軸受投影面積が小さい割りに高負荷容量と高剛性が得られるという利点がある。
【特許文献１】特開２０００−１９２９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、オートマチックトランスミッションやコンプレッサ等のコンパクト化が進んでおり、それに伴って、これらの機器に使用されるスラストころ軸受の軸方向の厚み削減の要望が強くなっている。
【０００９】
一般的に、図４に示したようなスラストころ軸受をサイズダウンする場合、通常は、図５（ａ）に示すように、ころ径、Ｗ型保持器の厚み寸法、Ｗ型保持器の板厚をそれぞれφ０＞φ１、ｗ０＞ｗ１、ｔ０＞ｔ１と所定の比率だけ縮小する。
【００１０】
ただし、Ｗ型保持器の強度を維持するために、Ｗ型保持器の板厚ｔ１をあまり薄くすることができない。
【００１１】
そこで、図５（ｂ）に示すように、ころ径φ１およびＷ型保持器の厚み寸法Ｗ１を変更せずに、Ｗ型保持器の板厚ｔ２をｔ１＜ｔ２となるように設定すると、ころ５の脱落を防止するためには、遊隙量ｄ２を小さくしなくてはならない。遊隙量ｄ２が小さくなると、ころ止め部３でころ５の外周面の潤滑油を掻き落とすことになり、回転不良を招く恐れがある。
【００１２】
また、適正な遊隙量を確保するために、ころ止め部３のポケット２の端面からの突出量を減らし、間口を広くすれば、ころ５の脱落を防止することができない。
【００１３】
一方、図５（ｃ）に示すように、板厚ｔ３をｔ１＞ｔ３となるように設定した場合には、遊隙量ｄ３を十分に確保することは可能となるが、保持器の強度がさらに低下する。
【００１４】
さらに、従来からの問題点として、打ち抜き形成されるころ案内面４は、その一部に破断面を含む。その結果、表面の粗い案内面４と、ころ５との接触抵抗が高くなり、磨耗による鉄粉が発生する。また、特に、希薄潤滑下においては、油膜切れ等の潤滑不良により、軸受が破損する恐れがあった。
【００１５】
本発明の目的は、保持器強度を維持するために十分な板厚および、ころと、ころ止め部との適正な遊隙量を確保し、耐久性に優れた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。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係るスラストころ軸受の保持器の製造方法は、鋼板から打ち抜き加工により円環状部材を形成し、円環状部材の一方面および他方面に、プレス加工により、それぞれ板厚を減じてリング状溝を形成し、円環状部材の軸受回転軸線に対して交差する面に、ころを収容する複数のポケットと、ポケットの壁面に、軸受回転軸線方向およびころの自転軸線方向に見てずれた位置関係に、第１ころ接触部および第２ころ接触部とを打ち抜き加工により形成する。
【００１７】
上記方法により製造したスラストころ軸受の保持器は、板厚を保持器の厚み寸法まで厚くすることができる。その結果、従来の保持器と比較して極めて強度の高い保持器を得ることができる。
【００１８】
なお、円環状部材の打ち抜きとは、円環状部材を鋼板から完全に切り離してしまう場合のみならず、円環状部材の一部が鋼板とつながったまま、次工程に進むものも含むものとする。
【００１９】
好ましくは、第１ころ接触部には、ころの接触側の角部を面押し加工により、ころの一方方向への抜けを防止する第１ころ止め部と、ころの回転を案内する第１ころ案内面とを形成し、第２ころ接触部には、ころの接触側の角部を面押し加工により、ころの他方方向への抜けを防止する第２ころ止め部と、ころの回転を案内する第２ころ案内面とを形成するとよい。
【００２０】
上記構成とすることにより、ころ止め部の大きさは、保持器の板厚の範囲内で自由に決定することができるので、保持器の強度を確保するために必要な板厚を維持すると共に、ころと、ころ止め部との遊隙量を適正な値とすることができる。
【００２１】
なお、本明細書中で「面押し加工」とは、加工品表面を塑性加工により、所望の形状とする加工法を指すものとする。この加工法によると、加工品表面は平滑な面となり、また、加工工具の形状によって種々の形状とすることができる。
【００２２】
面押し加工は、例えば、第１ころ接触部と、第２ころ接触部とを別工程で加工する。これにより、工具の形状を簡素化することができる。
【００２３】
面押し加工は、例えば、バニシ加工である。これにより、平滑な案内面を得ることができるので、案内面ところとの接触抵抗を緩和し、磨耗による鉄粉の発生を抑制することができる。また、希薄潤滑下においても、油膜切れ等を起こさず、高い潤滑性能を維持することができる。なお、本明細書中で「バニシ加工」とは、加工品表面に工具を押し付けて滑らせ、表面を平滑にする加工法を指すものとする。
【００２４】
プレス加工は、例えば、コイニングである。コイニングにより形成された保持器は、曲げ加工によって形成した場合に比べて、保持器の強度が高く、加工や熱処理等による変形が極めて少ない。また、変形が生じた場合であっても、プレステンパによって矯正することが可能である。
【００２５】
なお、本明細書中でコイニングとは、冷間鍛造の一形態で、上下から型を押し付けることにより、材料表面に凹凸を形成する加工法を指すものとする。また、プレステンパとは、焼戻し時にプレスを行い、曲がり等の変形を矯正する方法を指すものとする。
【００２６】
スラストころ軸受の保持器の製造方法は、例えば、順送プレスによって行う。これにより、各工程を連続的に行うことができるので、生産性を高めることができ、結果としてスラストころ軸受の製品価格を抑えることができる。
【００２７】
なお、本明細書中で「順送プレス」とは、プレス内に複数の加工工程を持ち、材料をプレス入口のフィーダにより各工程を移動させることによって、材料を連続的に加工する方法を指すものとする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、ころ径の小さなスラストころ軸受に使用する場合でも、保持器の板厚を薄くすることなく、ころと、ころ止め部の適正な遊隙量を確保することができるスラストころ軸受の保持器を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図６〜図９を参照して、この発明に係る製造方法により製造された、スラストころ軸受の一実施形態を説明する。
【００３０】
この発明に係るスラストころ軸受は、ころ１７と、保持器１１とを備える。保持器１１は、その両面に板厚を減じてリング状溝１２が設けられている。この実施形態においては、図６に示すように、中央部下側面と両端部上側面にそれぞれコイニング加工等によってリング状溝１２を設けている。
【００３１】
また、保持器１１は、軸受回転軸線に対して交差する面に、図７に示すようなころ１７を収容する複数のポケット１３を有している。ポケット１３は、ころ１７の外周面に対面する壁面から突出した複数のころ接触部１４，１５と、ころ接触部１４，１５から後退した位置に設けられたころ非接触部１６とを備える。
【００３２】
隣接するころ接触部１４，１５は、軸受回転軸線方向およびころの自転軸線方向の位置をずらして複数個所に設けられる。この実施形態においては、図８に示すように、ポケット１３の中央部上側に第１ころ接触部１４と、両端部下側に第２ころ接触部１５とが形成されている。
【００３３】
さらに、図９に示すように、第１ころ接触部１４は、ころ１７の上方への抜けを防止する第１ころ止め部１４ａと、その加工面にころ１７の回転を案内する第１ころ案内面１４ｂとを有し、第２ころ接触部１５は、ころ１７の下方への抜けを防止する第２ころ止め部１５ａと、その加工面にころ１７の回転を案内する第２ころ案内面１５ｂとを有する。
【００３４】
上記構成とすることにより、保持器１１の板厚ｔを保持器１１の厚み寸法まで厚くすることができる。その結果、従来の保持器と比較して極めて強度の高い保持器１１を得ることができる。
【００３５】
また、ころ止め部１４ａ，１５ａの大きさは、保持器１１の板厚ｔの範囲内で自由に決定することができるので、保持器１１の強度を確保するために必要な板厚ｔを維持すると共に、ころ１７と、ころ止め部１４ａ，１５ａとの遊隙量を適正な値とすることができる。その結果、スラストころ軸受の潤滑性能の低下を防止することができる。
【００３６】
ころ案内面は、隣接するころ接触部１４，１５の間に設けてもよいが、ころ接触部１４，１５の加工面をころ案内面１４ｂ、１５ｂとすることにより、従来、ころ案内面としていた打ち抜き加工時の切断面部分をころ非接触部１６とすることができる。
【００３７】
ころ非接触部１６は、ころ案内面１４ｂ，１５ｂから大きく後退させることができるので、図７に示すように、ころ非接触部１６と、ころ１７との間隔を大きくすることが可能となる。これにより、軸受内部への通油性が高まり、潤滑性能の高いスラストころ軸受を得ることができる。
【００３８】
上記の保持器１１のリング状溝１２は、コイニングまたはその他の冷間鍛造により形成されるため、保持器強度が高く、加工や熱処理等による変形が極めて少ない。また、変形が生じた場合であっても、プレステンパによって矯正することが可能である。
【００３９】
また、保持器１１の板厚ｔと、ころ１７のころ径φの関係は、ｔ／φ≧０．６，φ≦２である。保持器１１の板厚ｔを薄くすると、ころ１７と、ころ接触部１４，１５との遊隙量ｄが小さくなり、ころ接触部１４，１５でころ１７の外周面の潤滑油を掻き落とすことになり、回転不良を招く恐れがある。
【００４０】
そこで、ころ径φが２ｍｍ以下であるスラストころ軸受においては、保持器１１の板厚ｔと、ころ１７のころ径φとの関係を、ｔ／φ≧０．６とすることにより、上記の問題を回避することが可能となる。
【００４１】
上記の各実施形態に示す保持器は、熱処理、例えば浸炭焼入れおよび焼戻し、または、これらに代えて、浸炭窒化処理や軟窒化処理等をして、完成品となる。
【００４２】
上記の実施形態では、ころと、保持器とを備えるスラストころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、さらに軌道輪を備えるスラストころ軸受としてもよい。
【００４３】
次に、図１０を参照して、本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により、図８に示すような保持器１１を製造する手順を説明する。
【００４４】
この発明に係るスラストころ軸受の保持器の原材料としては、例えば、コイル状の冷間圧延鋼板等が使用される。
【００４５】
まず、打ち抜き加工により、各加工工程の加工位置を決めるためのパイロット穴を形成し（ａ工程）、予備的にポケット（ｂ工程）、内径（ｃ工程）、および、一部を残して外径（ｄ工程）を打ち抜いて円環状部材を形成する。なお、図１０の各工程を別々に行う場合などは、ｄ工程において、円環状部材を完全に打ち抜いてもよい。また、上記のａ工程〜ｄ工程は、以降の加工工程の便宜のための準備工程であるので、場合によっては省略してもよい。
【００４６】
次に、プレス加工により円環状部材の一方面および他方面に円環状部材の板厚を減じてリング状溝を形成する。具体的には、断面図に示すように、円環状部材の下面のポケット中央部と（ｅ工程）、円環状部材の上面のポケット内周側および外周側（ｆ工程）に、リング状溝を作成する。この実施形態でプレス加工とは、例えば、コイニング加工を指す。
【００４７】
コイニングにより形成された保持器は、曲げ加工によって形成した場合に比べて、保持器の強度が高く、加工や熱処理等による変形が極めて少ない。また、変形が生じた場合であっても、プレステンパによって矯正することが可能である。
【００４８】
次に、打ち抜き加工により、円環状部材の軸受回転軸線に対して交差する面に、ころを収容する複数のポケットを形成する（ｇ工程）。打ち抜き加工は、１〜数箇所のポケットを部分的に加工してもよいが、全てのポケットを同時に形成することとしてもよい。これにより、ポケットの位置ずれの発生を抑制することが可能となる。
【００４９】
ｇ工程では、ポケット壁面の軸受回転軸線方向およびころの自転軸線方向に見てずれた位置関係に、第１ころ接触部および第２ころ接触部とがポケットと同時に形成される。例えば、ポケットの中央部上側に第１ころ接触部と、両端部下側に第２ころ接触部とが形成される。
【００５０】
次に、ころ接触部のころの接触側の角部を面押し加工して、ころ止め部およびころ案内面を形成する。具体的には、断面図に示すように、第１ころ接触部には、工具を下から挿入することにより、ころの上方向への抜けを防止する第１ころ止め部と、その加工面にころの回転を案内する第１ころ案内面とを形成する（ｈ工程）。
【００５１】
なお、第２ころ接触部についても、工具を上から挿入することにより、ころの下方向への抜けを防止する第２ころ止め部と、その加工面にころの回転を案内する第２ころ案内面とを形成する（ｉ工程）。
【００５２】
なお、上記実施形態では、第１ころ接触部の加工後、第２ころ接触部の加工を行う例を示したが、これに限ることなく、第２ころ接触部を先に加工し、その後、第１ころ接触部を加工することとしてもよい。また、ころ止め部およびころ案内面の加工方法は、後述するバニシ加工等によって行う。
【００５３】
最後に仕上げ工程として、内径を所定寸法に打ち抜き（ｊ工程）、コイル材から保持器を打ち抜いて（ｋ工程）、スラストころ軸受用保持器が完成する（ｌ工程）。
【００５４】
上記の各工程（ａ〜ｌ工程）は、それぞれ別々の工程として行ってもよいが、順送プレスによって行うこととしてもよい。これにより、各工程を連続的に行うことができるので、生産性を高めることができ、結果としてスラストころ軸受の製品価格を抑えることができる。
【００５５】
または、上記の各工程（ａ〜ｌ工程）をトランスファプレスによって行ってもよい。なお、本明細書中で「トランスファプレス」とは、複数の加工工程を必要とする場合に、各工程を行うステージを必要数分設け、搬送装置によって工程品を移動させながら、各ステージで加工を行う方法を指すものとする。
【００５６】
最後に、保持器は、熱処理、例えば浸炭焼入れおよび焼戻し、または、これらに代えて、浸炭窒化処理や軟窒化処理等をして、完成品となる。熱処理は、雰囲気炉内で行ってもよいが、高周波熱処理を行ってもよい。これにより、雰囲気炉等の大型の設備が不要になる。また、小ロットでの処理が可能となり、製造コストを削減することができる。
【００５７】
次に、図１１および図１２を参照して、第２ころ接触部１５に第２ころ止め部１５ａおよび第２ころ案内面１５ｂを形成する手順について説明する。
【００５８】
第２ころ止め部１５ａおよび第２ころ案内面１５ｂは、図１１に示すようにバニシ加工により形成する。具体的には、図１１（ａ）に示すように、第２ころ接触部１５を加工台１８の端面から幅Ｌ１だけ後退した位置に載置し、工具１９を第２ころ接触部１５の端面から幅Ｌ２だけ重なる位置にセットして加工する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、第２ころ止め部１５ａおよびころ案内面１５ｂが形成される。
【００５９】
加工後の第２ころ接触部１５に関しては、図１２に示すように、第２ころ案内面１５ｂが、加工前の第２ころ接触部１５の端面から幅Ｌ２だけ後退し、バニシ加工によって押し下げられた部分によって、第２ころ止め部１５ａが、加工前の第２ころ接触部１５の端面から幅Ｌ１だけ突出して形成される。
【００６０】
上記のように、バニシ加工により第２ころ案内面１５ｂを形成することにより、表面粗さの低い平滑なころ案内面が得られるので、案内面ところとの接触抵抗を緩和し、磨耗による鉄粉の発生を抑制することができる。また、希薄潤滑下においても、油膜切れ等を起こさず、高い潤滑性能を維持することができる。その結果、耐久性および静粛性に優れたスラストころ軸受を得ることができる。
【００６１】
なお、加工時の幅Ｌ１，Ｌ２の値を変更することにより、ころと、ころ接触部との遊隙量を容易に調整することが可能となる。
【００６２】
また、突出幅Ｌ１の誤差を小さくするために、図１０に示すバニシ加工工程（ｈ工程）の前に、位置決め工程を設けてもよい。
【００６３】
上記の実施形態において、バニシ加工に使用する工具１９には、一般に工具鋼等が使用されているが、工具１９の耐摩耗性を向上させるため、超硬合金等を使用することとしてもよい。
【００６４】
上記の実施形態では、第２ころ止め部１５ａおよび第２ころ案内面１５ｂを、バニシ加工により形成した例を示したが、これに限ることなく、しごき加工、または、つぶし加工によって形成してもよい。
【００６５】
さらには、ころ接触部１４，１５のころ接触側の角部を面押し加工することにより、ころ止め部１４ａ，１５ａおよびころ案内面１４ｂ，１５ｂを形成してもよい。面押し加工は、工具の形状を簡素なものとすることができる点で有効である。
【００６６】
図７に示した実施形態では、第２ころ接触部１５が、保持器１１の径方向に見て内側と外側の２箇所に設けられているが、第２ころ止め部１５ａおよび第２ころ案内面１５ｂの加工は、２箇所同時に行ってもよいし、１箇所ずつ別々に行うこととしてもよい。
【００６７】
また、上記の実施形態では、第２ころ接触部１５に第２ころ止め部１５ａおよび第２ころ案内面１５ｂを形成する方法を示したが、第１接触部についても、工具１９を下から当てることにより、同様の方法で第１ころ止め部１４ａおよび第１ころ案内面１４ｂを形成することができる。
【００６８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
この発明は、オートマチックトランスミッションやコンプレッサ等に使用されるスラストころ軸受の製造方法に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】スラストころ軸受用保持器の概略平面図である。
【図２】従来のスラストころ軸受用保持器の図１におけるＡ−Ａ´断面図である。
【図３】従来のスラストころ軸受用保持器のポケット部分の概略平面図である。
【図４】従来のスラストころ軸受用保持器の図２におけるＢ−Ｂ´断面図である。
【図５】ころ径を小さくしたスラストころ軸受用保持器の図２におけるＢ−Ｂ´断面図である。
【図６】この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用保持器の図１におけるＣ−Ｃ´断面図である。
【図７】この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用保持器のポケット部分の概略平面図である。
【図８】この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用保持器の図１におけるＡ−Ａ´断面図である。
【図９】この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用保持器の図８におけるＤ−Ｄ´断面図である。
【図１０】この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用保持器の製造工程を示す図である。
【図１１】ころ止め部およびころ案内面の加工方法を示す図解的断面図である。
【図１２】ころ止め部およびころ案内面を形成した前後の、ころ接触部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１，１１  保持器、２，１３  ポケット、３，１４ａ，１５ａ  ころ止め部，４，１４ｂ，１５ｂ  ころ案内面、５，１７  ころ、１２  リング状溝、１４，１５  ころ接触部、１６  ころ非接触部、１８  加工台、１９  工具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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