(57)【要約】      （修正有）【課題】ロール成形による製造における工程負荷を低減できるころ軸受用保持器およびその製造方法を提供する。【解決手段】この保持器は、一体のローリング加工品であり、両端に内径側に延びるフランジ部が形成され、周方向複数箇所にころ保持用のポケットを有し、各ポケット間の柱部が、両端の外径側部とこれらの外径側部から内径側へ斜めに続く傾斜部と、中央の内径側部とでなる断面Ｍ型形状に形成される。ローリング加工には、円筒素材１Ａをマンドレル１１の外周に配置する素材配置過程と、マンドレル１１に対して相対的に成形ロール１２を近づけることにより、これらマンドレル１１と成形ロール１２とで円筒素材１Ａを挟み込んで成形する成形過程とが含まれる。成形過程における形成初期段階において、マンドレル１１と成形ロール１２とで、円筒素材１Ａの両端に板厚減肉成形を行うことで、保持器の両側のフランジ部のテーパ形状となる部分が形成される。【選択図】      図３
2008309211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に、内径側に延びるフランジ部が形成され、周方向複数箇所にころ保持用のポケットを有し、各ポケット間の柱部が、両端の外径側部とこれらの外径側部から内径側へ斜めに続く傾斜部と、中央の内径側部とでなる形状に形成され、前記ポケットに挿入されるころの軸心に対して外径側に前記外径側部が位置し、内径側に前記内径側部が位置する、ころ軸受用保持器において、
保持器の全体が一体のローリング加工品であり、かつ両側のフランジ部における内径部を、外径側がテーパ面とされて内径側に至るにしたがって薄肉となるテーパ形状の断面形状とし、このフランジ部内径部のテーパ形状を、ローリング加工で形成したことを特徴とするころ軸受用保持器。
【請求項２】
請求項１記載のころ軸受用保持器を製造する方法であって、前記保持器の内径面を成形する環状の凸型部を外周に有するマンドレル、および前記保持器の外径面を形成する成形用溝を外周に有する成形ロールを用いるローリング加工方法であり、
円筒素材を前記マンドレルの外周に配置する素材配置過程と、前記マンドレルに対して相対的に前記成形ロールを近づけることにより、これらマンドレルと成形ロールとで円筒素材を挟み込んで成形する成形過程とを含み、
上記成形過程における形成初期段階で、前記マンドレルと成形ロールとで、円筒素材の両端に板厚減肉成形を行うことで、前記保持器の両側のフランジ部の前記テーパ形状となる部分を形成することを特徴とするころ軸受用保持器の製造方法。
【請求項３】
請求項２において、前記マンドレルの前記凸型部は、幅方向両端の凸部と中央の凹部とを有し、前記成形ロールの前記成形用溝は、幅方向両端の凹部と中央の凸部とを有するころ軸受用保持器の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、上記成形過程における前記形成初期段階で、前記フランジ部の前記テーパ形状の部分の前記板厚減肉成形が行われた後、円筒素材がマンドレルの凸型部の凸部と成形ロールの成形用溝の凹部とで挟まれる過程で、前記板厚減肉成形が行われたテーパ形状の部分を、前記成形ロールの成形用溝の凹部の内側面となるテーパ形成部から離れてマンドレルの凸型部の側面に接触するように塑性変形させるころ軸受用保持器の製造方法。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項において、前記成形ロールの成形用溝の両側の開口縁に、円筒素材の両端をそれぞれ案内して円筒素材の位置決めを行う溝状の素材ガイド部を設けたころ軸受用保持器の製造方法。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれか１項において、前記円筒素材として、外周面の両端に、面取り形状のテーパ面が前加工されたものを用い、この面取り形状のテーパ面、およびこのテーパ面の近傍部分を含めて、前記板厚減肉成形を行うころ軸受用保持器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロール成形によるころ軸受用保持器、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ころ軸受用保持器として、断面形状をＭ形に成形した保持器、いわゆるＭ型保持器が用いられている。すなわち、Ｍ型保持器は、図６のように、両端に、内径側に延びるフランンジ部２２が形成され、周方向複数箇所にころ２６の保持用のポケット２３を有し、各ポケット２３，２３間の柱部２４が、両端の外径側部２４ａ，２４ａとこれらの外径側部２４ａから内径側へ斜めに続く傾斜部２４ｃと、中央の内径側部２４ｂとでなる断面Ｍ形に成形される。このように両端にフランジ部２２が形成された保持器２１では、組込み側の部材である例えば回転軸２５の段差面基部２５ａとの干渉を避けるために、前記フランジ部２２における内径部２２ａを、その外側面がテーパ面２２ａａとされて内径側に至るにしたがって薄肉となるテーパ部に加工する場合がある。
従来、この種のＭ型保持器をロール成形により製造する各種方法が提案されているが（例えば特許文献１，２）、ロール成形により製造されるＭ型保持器では、ロール成形工程後に、フランジ部２２における内径部２２ａの外側面を上記したテーパ面２２ａａとする加工が、フランジ部２２の内径端面加工とともに旋削工程により行われている。
【特許文献１】特開２０００−２０５２７３号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記したように、ロール成形工程後に、フランジ部２２における内径部２２ａの外側面を旋削加工によりテーパ面２２ａａとするのでは、旋削時間がかかると共に、材料を無駄にするという問題がある。
【０００４】
この発明の目的は、ロール成形による製造における工程負荷を低減できるころ軸受用保持器およびそ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】
【０００５】
この発明のころ軸受用保持器は、いわゆるＭ型保持器、すなわち、両端に、内径側に延びるフランジ部が形成され、周方向複数箇所にころ保持用のポケットを有し、各ポケット間の柱部が、両端の外径側部とこれらの外径側部から内径側へ斜めに続く傾斜部と、中央の内径側部とでなる形状に形成され、前記ポケットに挿入されるころの軸心に対して外径側に前記外径側部が位置し、内径側に前記内径側部が位置する、ころ軸受用保持器において、保持器の全体が一体のローリング加工品であり、かつ両側のフランジ部における内径部を、外径側がテーパ面とされて内径側に至るにしたがって薄肉となるテーパ形状の断面形状とし、このフランジ部内径部のテーパ形状を、ローリング加工で形成したことを特徴とする。
この保持器によると、保持器全体が一体のローリング加工品であり、そのフランジ部内径部テーパ形状をローリング加工で形成するため、従来のようにフランジ部内径部を旋削加工する工程を省略できて旋削代の削減も図られることになり、工程負荷を低減できコスト低減が可能となる。
【０００６】
この発明のころ軸受用保持器の製造方法は、この発明の上記構成の保持器の製造方法であって、保持器の内径面を成形する環状の凸型部を外周に有するマンドレル、および保持器の外径面を形成する成形用溝を外周に有する成形ロールを用いるローリング加工方法であり、円筒素材を前記マンドレルの外周に配置する素材配置過程と、前記マンドレルに対して相対的に前記形成ロールを近づけることにより、これらマンドレルと成形ロールとで円筒素材を挟み込んで成形する成形過程とを含む。上記成形過程における形成初期段階で、前記マンドレルと成形ロールとで、円筒素材の両端に板厚減肉成形を行うことで、前記保持器の両側のフランジ部の前記テーパ形状となる部分を形成する。
この製造方法によると、保持器両側のフランジ部のテーパ形状となる部分もローリング加工により形成するので、従来行っていたフランジ部の旋削工程の省略、または旋削代の削減を図り工程負荷を低減することができて、コスト低減が可能となる。
【０００７】
この発明のころ軸受用保持器の製造方法において、前記マンドレルの前記凸型部は、幅方向両端の凸部と中央の凹部とを有し、前記成形ロールの前記成形用溝は、幅方向両端の凹部と中央の凸部とを有するものとしても良い。
この構成の場合、円筒素材に対して、マンドレルの前記凸部が保持器の柱部の外径側部の内径面を、凹部が保持器の柱部の内径側部の内径面を、また凸部から凹部にまたがる部分が保持器の柱部の傾斜部の内径面をそれぞれ成形する。前記成形ロールの前記成形用溝は、この凹部が保持器の柱部の外径側部の外径面を、凸部が保持器の柱部の内径側部の外径面を、凹部から凸部にまたがる部分が保持器の柱部の傾斜部の外径面をそれぞれ成形する。このため、マンドレルと成形ロールは、互いの軸方向位置を一定としたままで、成形ロールの軸心をマンドレルに近づけることで、成形が行える。
【０００８】
このような形状のマンドレルおよび成形ロールを用いる方法において、上記成形過程における前記形成初期段階で、前記テーパ形状の部分の前記板厚減肉成形が行われた後、円筒素材がマンドレルの凸型部の凸部と成形ロールの成形用溝の凹部とで挟まれる過程で、前記板厚減肉成形が行われたテーパ形状の部分を、前記成形ロールの成形用溝の凹部の内側面となるテーパ形成部から離れてマンドレルの凸型部の側面に接触するように塑性変形させても良い。
このように、保持器のフランジ部のテーパ形状の部分を、板厚減肉成形の後に、成形ロールの成形用溝におけるテーパ形成部から離れるように塑性変形させることで、ローリング加工による、保持器フランジ部の内径部のテーパ形状の加工が容易に実現できる。
【０００９】
この発明において、前記成形ロールの成形用溝の両側の開口縁に、円筒素材の両端をそれぞれ案内して円筒素材の位置決めを行う溝状の素材ガイド部を設けても良い。
このような素材ガイド部を成形ロールに形成した場合、専用の素材ガイド部材を別に設けることなく、円筒素材の正確な位置決めが行える。
【００１０】
この発明において、前記円筒素材として、外周面の両端に、面取り形状のテーパ面が前加工されたものを用い、この面取り形状のテーパ面、およびこのテーパ面の近傍部分を含めて、前記板厚減肉成形を行うようにしても良い。
このように円筒素材に予め面取り形状のテーパ面を形成しておくことで、前記板厚減肉成形によって、保持器のフランジ部内径部のテーパ形状を、目的形状に容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のころ軸受用保持器は、Ｍ型の保持器において、保持器の全体が一体のローリング加工品であり、かつ両側のフランジ部における内径部を、外径側がテーパ面とされて内径側に至るにしたがって薄肉となるテーパ形状の断面形状とし、このフランジ部内径部のテーパ形状を、ローリング加工で形成したため、フランジ部旋削工程の省略もしくは旋削代削減を図り工程負荷を低減することができる。
この発明のころ軸受用保持器の製造方法は、この発明のころ軸受用保持器を製造する方法であって、前記保持器の内径面を成形する環状の凸型部を外周に有するマンドレル、および前記保持器の外径面を形成する成形用溝を外周に有する成形ロールを用いるローリング加工方法であり、円筒素材を前記マンドレルの外周に配置する素材配置過程と、前記マンドレルに対して相対的に前記形成ロールを近づけることにより、これらマンドレルと成形ロールとで円筒素材を挟み込んで成形する成形過程とを含み、上記成形過程における形成初期段階で、前記マンドレルと成形ロールとで、円筒素材の両端に板厚減肉成形を行うことで、前記保持器の両側のフランジ部の前記テーパ形状となる部分を形成するものとしたため、フランジ部旋削工程の省略、または旋削代削減を図り、工程負荷を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。まず、図１と共に、保持器の構成を説明する。この保持器１は、針状ころ軸受等のころ軸受における保持器である。この保持器１は、鋼板のロール成形によるＭ型保持器であり、両端に、内径側に延びるフランジ部２が形成され、周方向複数箇所にころ保持用のポケット３を有している。ポケット３は等間隔で多数設けられるが、同図ではその一部のみを図示し、他は省略してある。各ポケット３間の柱部４は、両端の外径側部４ａと、これらの外径側部４ａから内径側へ斜めに続く傾斜部４ｃと、中央の内径側部４ｂとでなる台形状に形成され、保持器全体の断面形状が略Ｍ形とされている。柱部４の外径側部４ａは、ポケット３に挿入されるころ５の軸心（ピッチ円中心ＰＣＤ）に対して外径側に位置し、内径側部４ｂはころ５の軸心に対して内径側に位置する。
【００１３】
保持器１の全体は一体のローリング加工品であり、かつ両側のフランジ部２における内径部２ａは、外側面がテーパ面２ａａとされて内径側に至るにしたがって薄肉となるテーパ形状の断面形状とされている。このフランジ部内径部２ａのテーパ形状がローリング加工で形成される。
【００１４】
図２および図３と共に、この保持器製造方法を、製造装置と共に説明する。この製造方法は、図２に示すように、前記保持器１の内径面を成形する環状の凸型部１１ａを外周に有するマンドレル１１と、前記保持器１の外径面を形成する成形用溝１２ａを外周に有する成形ロール１２とを用いるローリング加工方法であって、素材配置過程と成形過程とでなる。マンドレル１１の凸型部１１ａは、幅方向両端の凸部１１ａａと中央の凹部１１ａｂとを有し、凸部１１ａａが保持器１の柱部４の外径側部４ａ（図１）の内径面を、凹部１１ａｂが保持器１の柱部４の内径側部４ｂ（図１）の内径面を、また凸部１１ａａから凹部１１ａｂにまたがる部分が保持器１の柱部４の傾斜部４ｃ（図１）の内径面をそれぞれ成形する。成形ロール１２の成形用溝１２ａは、幅方向両端の凹部１２ａａと中央の凸部１２ａｂとを有し、凹部１２ａａが保持器１の柱部４の外径側部４ａ（図１）の外径面を、凸部１２ａｂが保持器１の柱部４の内径側部４ｂ（図１）の外径面を、凹部１２ａａから凸部１２ａｂにまたがる部分が保持器１の柱部４の傾斜部４ｃ（図１）の外径面をそれぞれ成形する。
なお、マンドレル１１の凸型部１１ａにおける両側の凸部１１ａａの外径面の両側縁、およびマンドレル１１の凸型部１１ａにおける凹部１１ａｂの外径面における両側縁は、それぞれ断面円弧状の曲面に形成されている。また、成形ロール１２の成形用溝１２ａにおける両側の凹部１２ａａの内径面の両側縁、および凸部１２ａｂの内径面の両側縁は、それぞれ断面円弧状の曲面に形成されている。
【００１５】
まず、成形開始前の素材配置過程では、図２のように、前記マンドレル１１と成形ロール１２の間に円筒素材１Ａを挿入し、円筒素材１Ａをマンドレル１１の外周に配置する。この場合、円筒素材１Ａの両端部１Ａａは、その外周面がテーパ面１Ａａａとされて端面側に至るにしたがって薄肉となるテーパ形状の断面形状に前加工されている。
【００１６】
次の成形過程では、マンドレル１１に対して相対的に成形ロール１２を近づけることにより、図３のようにマンドレル１１と成形ロール１２とで円筒素材１Ａを挟み込んで保持器１に成形する。成形ロール１２における成形用溝１２ａの開口の両側には、円筒素材１Ａの両端を案内する浅い溝状の素材ガイド部１２ａｃが設けられ、この素材ガイド部１２ａｃから前記凹部１２ａａの底面に至る側壁部が、内側に突出する曲面となったテーパ成形部１２ａｄとされている。このテーパ成形部１２ａｄは、詳しくは、凹部１２ａａの側壁部となる箇所がテーパ面であって、凹部１２ａａの開口縁の付近、つまり素材ガイド部１２ａｃの付近の部分が、上記テーパ面に滑らかに続く断面円弧状の凸曲面とされている。
【００１７】
成形開始により、マンドレル１１に対して相対的に成形ロール１２を近づけて、成形ロール１２とマンドレル１１とで円筒素材１Ａを挟み込むと、図２のように、成形ロール１２における成形用溝１２ａの開口の前記素材ガイド部１２ａｃにより円筒素材１Ａの両端が案内されて、円筒素材１Ａの幅方向中央が成形ロール１２の幅方向中央に揃えられる。また、円筒素材１Ａは、成形用溝１２ａの凸部１２ａｂに先行して、テーパ成形部１２ａｄに押し当てられる。
上記素材ガイドを可能にするために、成形ロール１２における前記両側の素材ガイド部１２ａｃ間の幅寸法Ｗ２は、円筒素材１Ａの幅寸法Ｗ１を軽圧入、もしくは微小すきまの関係に設定される。具体的には、前記素材ガイド部１２ａｃと円筒素材１Ａの端面との隙間Ｔは、−０．０２ｍｍないし円筒素材１Ａの板厚の１０％に設定するのが好ましい。
【００１８】
図２の成形開始から、図３（Ａ）に示すように、さらに成形ロール１２をマンドレル１１に対して相対的に近づけた成形初期段階開始の状態では、成形ロール１２のテーパ成形部１２ａｄにより円筒素材１Ａの両端部１Ａａ（保持器１のフランジ部２となる部分）の板厚減肉成形が開始される。さらに、図３（Ｂ）に示すように、成形ロール１２をマンドレル１１に対して相対的に近づけたフランジ部減肉終了段階では、マンドレル１１の凸型部１１ａと成形ロール１２の成形用溝１２ａとに円筒素材１Ａが挟まれて、保持器１の柱部４の外径側部４ａ、内径側部４ｂおよび傾斜部４ｃの成形が進行する。このとき、成形ロール１２のテーパ成形部１２ａｄによる円筒素材両端部１Ａａの板厚減肉形成は終了する。さらに、図３（Ｃ）に示すように、成形ロール１２をマンドレル１１に対して相対的に近づけた成形完了の段階では、成形ロール１２の成形用溝１２ａにおける凸部１２ａｂとマンドレル１１の凸型部１１ａの凹部１１ａｂとで挟まれて減肉した円筒素材１Ａの一部が、矢印で示すように軸方向に体積流動することで、保持器１のフランジ部内径部２ａが、外側面をテーパ面２ａａとしたテーパ形状の断面形状に成形される。このとき、外側面をテーパ面２ａａとしたテーパ形状の部分は、上記体積流動で、テーパ成形部１２ａｄから離れ、マンドレル１１の凸型部１１ａの側面に接するように塑性変形する。このような成形は、マンドレル１１の凸型部１１ａと成形ロール１２の成形用溝１２ａの形状，寸法、および円筒素材１Ａの形状寸法の関係の設計により可能となる。円筒素材１Ａの寸法（外径Ｄ、板厚ｔ、幅Ｗ１）は、前記成形完了の段階で、保持器１のフランジ部内径部２ａが上記したテーパ形状の断面形状に成形されるように決められる。
なお、上記ローリング加工により製造される保持器１の表面を良好な仕上げとする観点から、マンドレル１１や成形ロール１２の素材として、高速度鋼や超硬などの硬質素材を用いるか、もしくは硬質な表面処理を予め施すのが好ましい。
【００１９】
以上の説明では、図２のように、成形ロール１２における成形用溝１２ａの開口近傍に設けたテーパ成形部１２ａｄを内側に突出する曲面としたが、図４に示すように成形用溝の底部中央に向けて下降傾斜するテーパ面としても良い。
【００２０】
また、円筒素材１Ａの幅方向中央を成形ロール１２の幅方向中央に揃えるために、図２のように、成形ロール１２における成形用溝１２ａの開口縁に、円筒素材１Ａの両端を案内する浅い溝状の素材ガイド部１２ａｃを設けているが、この素材ガイド部１２ａｃを省略して、図５に示すように、円筒素材１Ａの両幅面に別体の素材ガイド部材１３を配置して素材ガイドを行うようにしても良い。この場合にも、素材ガイド部材１３と円筒素材１Ａの幅面との隙間Ｔは、−０．０２ｍｍないし円筒素材１Ａの板厚の１０％とするのが好ましい。
【００２１】
このように、このころ軸受用保持器およびその製造方法では、Ｍ型保持器１の全体が一体のローリング加工品であり、そのフランジ部内径部２ａのテーパ形状をローリング加工で形成するようにしているので、従来のようにフランジ部内径部２ａを旋削加工する工程を省略できて旋削代の削減も図られることになり、工程負荷を低減できコスト低減が可能となる。なおローリング成形はポケット加工工程の前，後のどちらで実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施形態にかかるころ軸受用保持器の断面図である。
【図２】同保持器の製造方法における成形開始の過程を示す説明図である。
【図３】同製造方法における成形開始以降の過程を示す説明図である。
【図４】同製造方法に用いる成形ロールにおけるテーパ成形部の他の構成例の説明図である。
【図５】同製造方法における素材ガイドの他の構成例の説明図である。
【図６】従来例の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…保持器
１Ａ…円筒素材
２…フランジ部
２ａ…フランジ部内径部
２ａａ…テーパ面
３…ポケット
４…柱部
４ａ…外径側部
４ｂ…内径側部
４ｃ…傾斜部
１１…マンドレル
１１ａ…凸型部
１２…成形ロール
１２ａ…成形用溝
【図１】
2008309211.tif 000003
【図２】
2008309211.tif 000004
【図３】
2008309211.tif 000005
【図４】
2008309211.tif 000006
【図５】
2008309211.tif 000007
【図６】
2008309211.tif 000008