(57)【要約】【課題】シェル型ころ軸受の従来の製造方法において、外輪の硬化処理後に一端部を軟化処理し、内部にころや保持器を組み付けた後にその一端部を折曲する方法は工数が増加し、且つ完成品の一部に軟化部分が残り、ハウジングの組み込み時に変形を生じる。またその硬化処理時に折曲部にメッキを施して硬化させない方法も工数が増加し、且つ環境負荷が生じる。更にころ及び保持器を外輪に組み込んだ後に熱処理を行う方法は、外輪内面のスケール落としができない。【解決手段】一端部に第１折曲部５を形成した外輪２に保持器４を組み込み、他端部を折り曲げて第２折曲部６を形成し、外輪２と保持器４を一体化した状態で硬化処理と洗浄を行う。この洗浄時には保持器４のころ保持間隙から洗浄材が外輪２の内面に入り、スケール落としを行うことができる。その後保持器の内側からころ保持間隙を通して外輪２内に組み込んで完成品とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側端部に中心軸線方向内側への折曲部を備え、
前記両折曲部間にころと保持器を収容するシェル型ころ軸受の製造方法において、
前記両側端部間に保持器を収納して全体に硬化処理を施し、
その後保持器の内側からころを挿入して保持させ一体化したことを特徴とするシェル型ころ軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のトランスミッションやカーエアコン用コンプレッサ等に用いるシェル型ころ軸受を、高精度で且つ高強度に製造できるシェル型ころ軸受の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のトランスミッションやカーエアコン用コンプレッサ等の回転軸を支持する部分には、シェル型ころ軸受、シェル型ニードル軸受等のシェル型軸受が、それらの大きな荷重を受けることができ、且つ小容積である特性を生かして採用されている。なお、これらの軸受の転動体としては、その外径形状によって「ころ」、及びそのころを針状化させた「ニードル」が存在するが、以下説明の便宜のためこれらの転動体を「ころ」と総称する。したがって以下「シェル型ころ軸受」は、通称「シェル型針状軸受」「シェル型ニードル軸受」と称する軸受を含んだ意味で用いている。
【０００３】
このようなシェル型ころ軸受としては種々の形式が存在するが、例えば図５に示すシェル型ころ軸受２１のように、外輪２２と、ころ２３と、ころ２３を等間隔で保持する保持器２４とからなるものが広く用いられている。このシェル型ころ軸受２１の外輪２２においては、軸受の中心軸線方向に対して両端部に第１折曲部２５と第２折曲部２６とを備え、各折曲部の間にころ２３を等間隔に保持している保持器２４を配置し、全体としてころ２３を外輪２２によって覆った、シェル型構造をなしている。
【０００４】
図示実施例における保持器２４は図６の斜視図に示すように、両側端のリング部２７間に等間隔に帯状のころ保持部２８を備えており、ころ保持部２８はその中間部分を半径方向内側に折り曲げて折曲部を形成している。それにより図５（ｂ）に示すように、ころ保持部２８の間のころ保持間隙２９にころ２３を配置し、ころ２３を等間隔に保持している。
【０００５】
このようなシェル型ころ軸受の製造に際しては、一例として図７（ａ）〜（ｅ）に順に示す方法によって製造される。この製造方法の例においては、最初同図（ａ）に示すように、鋼板の素材により外輪２２の一端部に第１折曲部２５を形成し、他端部は未だ折曲していない延出部３０とした状態でその全体に対して焼き入れや浸炭処理等を施し、軸受としての耐摩耗性等の耐久性を向上させるための熱処理による硬化処理を行う。
【０００６】
次いで図７（ｂ）に示すように、延出部３０を後に折曲して第２折曲部２６とするため、この延出部３０の一部分に対して焼き戻し処理等の部分軟化処理を行い、曲げ加工を容易に行うことができるようにする。なお、上記工程中、或いはその工程後の適切な時期にスケール落とし等の洗浄作業を行う。このような外輪２２に対して、その端部が延出部３０として開放している側から、図７（ｃ）に示すように、その図中矢印方向にころ２３と保持器２４を挿入する。
【０００７】
次いで図７（ｄ）に示すように、前記延出部３０を図中矢印方向に折り曲げ、それにより同図（ｅ）に示すように第２折曲部２６を形成し、シェル型ころ軸受の完成品とする。その際、外輪の内側に薄肉部３１を形成し、所定の部分から容易に曲げることができるようにする。このようなシェル型軸受は、その後、軸とそれを支持するハウジングのような所定の間隙にアーバプレス等により圧入し、押し込んで固定している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような工程によってシェル型ころ軸受を製造する際には、特に外輪２２の全体に対して焼き入れ等の熱処理や、浸炭処理等の硬化処理を行った後、第２折曲部２６を形成するために外輪２２の延出部３０を折曲する作業を容易に行うことができるように、焼き戻し等の部分軟化処理を行っていたため、シェル型ころ軸受の完成品の状態において前記第２折曲部２６の硬度が低いままの状態となっている。
【０００９】
そのため、この完成品としてのシェル型ころ軸受を軸とこの軸を支持するハウジングとの間にアーバプレス等の機器を用いて圧入し組み込む際、この第２折曲部２６部分が前記部分軟化処理によって硬度が低くなっている部分が変形することがあり、特にころの転動面にその影響を及ぼしているときには、軸受としての機能を著しく損ねることがある。また、上記のような部分軟化処理の設備が必要となり、コストアップの原因ともなる。
【００１０】
上記のように、延出部３０を折り曲げて第２折曲部２６を容易に形成するための部分軟化処理を行う必要が無いように、図７（ａ）の焼き入れ工程に入る前に、予め少なくとも折り曲げ部分にメッキを施し、焼き入れや浸炭処理の硬化処理の影響を受けないようにして、この部分を柔らかい素材のままにしておくことも考えられる。
【００１１】
しかしながら、このような折り曲げ部分にメッキを施して硬化処理の影響を受けないようにする方法は、メッキによる被覆を施す処理、また折り曲げを行った後にそのメッキを剥離する処理が必要となり、工数が増加すると共に、メッキ処理を行った後の廃液等の処理等、環境に対する影響を除く設備負担が増加し、その分コスト高となる問題もある。
【００１２】
更に、上記のような欠点を解消するために、図６に示す製造工程とは異なり、外輪２２に対する硬化処理を行う前の素材の比較的柔らかな状態で、外輪２２に対するころ２３、保持器２４の挿入と、その延出部の折り曲げによる第２折曲部２６の形成を行い、このように全てを組み立てた後に全体を焼き入れ硬化処理することも考えられる。
【００１３】
このような方法を採用することにより、製造時の工数の増加を防止することができると共に、メッキ等の環境負荷増大を防止することができるものの、内部にころや保持器が組み込まれ、且つ、軸受の中心線側から外輪の内周面に対する処理はほとんどできない状態となっているため、外輪内面において熱処理によって生じたスケールなどの洗浄を行うことが困難となり、洗浄できないスケールを残してしまうこととなる。そのためこのシェル型ころ軸受の早期損傷の原因となる場合もあり、また、上記のような熱処理によって生じる変形を矯正することができなくなり、軸受精度が低下する原因ともなる。
【００１４】
したがって本発明は、高精度で高強度のシェル型ころ軸受を製造することができ、またその製造時の工程数が少なく、安価であり、且つ環境に対して負荷を与えることのないシェル型ころ軸受の製造方法を提供することを主たる目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシェル型ころ軸受の製造方法は、上記課題を解決するため、両側端部に中心軸線方向内側への折曲部を備え、前記両折曲部間にころと保持器を収容するシェル型ころ軸受の製造方法において、前記両側端部間に保持器を収納して全体に硬化処理を施し、その後保持器の内側からころを挿入して保持させ一体化したものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明によるシェル型ころ軸受の製造方法の実施例を図面に沿って説明する。図１（ａ）〜（ｆ）には本発明によるシェル型ころ軸受の製造工程を順に示しており、同図の製造工程で製造されるシェル型ころ軸受は、前記図５に示すものとほぼ同様の構造をなし、周知の構造の軸受を示している。したがって、この軸受の構造の説明はここでは省略するが、図１に示したシェル型ころ軸受１においても、図６に示すような形状をなす保持器を用いた例を示している。なお、図２及び図３は図１に示す製造工程の一部を詳細に示す図である。
【００１７】
本発明によるシェル型ころ軸受の製造に際して、外輪２については、鋼板を成形することにより、最初図１（ａ）に示すように第１折曲部５を折り曲げ、後に第２折曲部となる部分は未だ折り曲げずに延出部１０としている。このような外輪２に対して、同図に示すように開放している延出部１０側から保持器４を挿入する。この保持器４は、前記のように図６に示すような形状の保持器が用いられる。
【００１８】
保持器４の外輪２に対する挿入後、図１（ｂ）に示すように延出部１０を内側に折り曲げ、同図（ｃ）に示すように第２折曲部６を形成する。その際、前記従来例と同様に、外輪２の内側に薄肉部１１を形成しておくことにより、所定の部分から容易に折り曲げ可能となる。このような第２折曲部６の形成により、保持器４はシェルとしての外輪２内に収納され、例えば図３の左側に示すようにこれらが一体化した状態となる。
【００１９】
次いで図１（ｄ）に示すように、上記のように一体化した外輪２と保持器４に対して焼き入れや浸炭処理等の硬化処理を施す。その後、この焼き入れ等の熱処理によって生じたスケール等の洗浄を行う。その際、洗浄材を軸受の中心軸線側から外輪２の内周面に対して、図３に示すような保持器４のころ保持間隙９を通って、直接外輪２の内周面に作用させることができ、この部分に生じているスケール等の除去を行うことができる。
【００２０】
次いで図１（ｅ）に示すように、また図３にも示すように、ころ３を軸受の中心軸線に平行に保持して、保持器４の内側に移動させ、更に軸受の中心軸線側から放射方向に移動させ、保持器４におけるころ保持部８、８の間に形成されるころ保持間隙９に当接させ押し込む。
【００２１】
この転がり軸受においては、前記保持器４のころ保持間隙９の幅は、図２（ｂ）における図中左側のころ３の部分に示すように、ころ３の直径Ｄはころ保持間隙９の最小幅Ｗよりわずかに大きく設定している。これを換言すると、ころ保持間隙９の最小幅Ｗをころ３の直径Ｄよりわずかに小さくなるように設定することとなる。
【００２２】
またころ３の直径Ｄところ保持間隙９の最小幅Ｗとの差は、図２（ｂ）に示すころ３がころ保持間隙９の最小幅部分に当接した後、ころの表面に傷やへこみを生じることなくころ保持間隙９を通過させることができ、且つころ３の自重やわずかの振動によってはころ保持間隙９からころ３が落下しない程度の値に設定する。したがってその程度は、保持器４の材質や肉厚、形状、先に行った硬化処理の影響等に応じて、ころ保持部８の変形の容易性の程度を考慮し、適切な値に設定することが好ましい。
【００２３】
上記のようなころ保持間隙９に対するころ３の挿入により、図２（ｂ）の右側に図示するころ３のように、ころ保持間隙９に保持され、このようなころ保持間隙９に対するころ３の挿入作業を、図２（ｃ）に示すように全てのころ保持間隙９に対して行う。このようにして製造された図１（ｆ）に示すようなシェル型ころ軸受の完成品は、例えばカーエアコンの組立工場において、軸とその軸を支持するハウジング部分の間隙に圧入する。その結果図２（ｄ）に示すように、軸１３はハウジング１４に対してシェル型ころ軸受１により、回転自在に支持されることとなる。
【００２４】
本発明は上記実施例の他、前記のようにシェル型ニードル軸受を含め、シェル型ころ軸受であるならば更に種々の形式のものに適用することができ、例えば図４に示すように、第１折曲部５の内周側端部を軸受の軸線と平行な方向にカールさせて第１カール部１５を形成し、同様に第２折曲部６にも第２カール部１６を形成したものに適用することもできる。このように外輪２の端部を全体として大きくカールさせるものにおいても、このカールは全て鋼材の硬化処理前に行うため、容易にその作業を行うことができ、カール時の素材の割れやひびの発生を防止することができる。また、カールの成形加工後に焼き入れ等の硬化処理を行うことができるので、これらの部分を硬度の高い状態として維持し、ハウジング等への組み込みを行うことができる。
【００２５】
本発明は更に種々の態様で実施することができ、例えば保持器のころ保持間隙部に対するころの挿入に際しては、前記のような圧入を行うことのないように、ころ保持間隙ところの外径を設定した場合においても、ころの保持間隙部分に対する一時的なころの仮保持手段によって一体化し、シェル型ころ軸受の各種機器への組み込み時に、軸受設置空間に一端部を挿入した後、その仮保持手段を取り除く等の手段を採用することにより、本発明を別の態様で適用することもでき、更にその他、種々の態様で実施することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成したので、外輪はその端部の折曲後に焼き入れ等の硬化処理を行えば良く、素材の柔らかなうちに折曲加工を行うことができるので、容易にその折曲加工を行うことができ、外輪の折曲部分における割れの発生を防止するすことができる。また、硬化処理を行った後に焼き入れを容易に行うことができるように焼き戻し等の軟化処理を行うもののような工程の増加を生じさせることがない。
【００２７】
更に、硬化処理に際して後で折曲する部分に対して硬化処理の影響が及ばないように、その部分にメッキを施す必要が無く、それによりメッキを施す作業、そのメッキを除去する作業等の工程の増加を防止することができ、また、メッキの廃液処理負担を生じさせることが無く、コストアップの原因を除去することができ、且つ環境負荷を軽減することができる。また、従来の外輪にころや保持器を組み込んだ後に全体を硬化処理を行うもののにおける、熱処理によって生じたスケールの除去作業が困難になると共に、熱処理によってころが変形したときの矯正を行うことができない、等の問題点を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシェル型ころ軸受の製造方法の実施例を順に示す断面図であり、（ａ）は外輪に保持器を挿入する状態を示す断面図であり、（ｂ）は外輪の端部を折り曲げる状態を示す断面図であり、（ｃ）は外輪に保持器を収容し組み付けた状態を示す断面図であり、（ｄ）は硬化処理及び洗浄工程を示す断面図であり、（ｅ）はころを保持器に組み込む状態を示す断面図であり、（ｆ）はシェル型ころ軸受の完成品の状態を示す断面図である。
【図２】同実施例におけるころを保持体に組み込む状態、及びシェル型ころ軸受の使用状態を示す一部断面図であり、（ａ）は保持器を外輪に組み付け硬化処理及び洗浄を行う状態を示す一部断面図であり、（ｂ）はその保持器にころを組み込む状態を示す拡大断面図であり、（ｃ）は保持器に全てのころを組み込んだ状態を示す一部断面図であり、（ｄ）は製造されたシェル型軸受の使用時様態を示す一部断面図である。
【図３】同実施例におけるころを保持体に組み込む状態を示す斜視図である。
【図４】本発明により製造されるシェル型ころ軸受の他の態様を示す断面図である。
【図５】従来用いられているシェル型ころ軸受の例を示す断面図であり、（ａ）は（ｂ）のＢ−Ｂ部分の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ図部分の断面図である。
【図６】保持器の斜視図である。
【図７】従来のシェル型ころ軸受の製造方法を順に示す断面図であり、（ａ）は外輪を硬化処理する状態を示す断面図であり、（ｂ）は外輪の一部を部分軟化処理する状態を示す断面図であり、（ｃ）はころと保持器を外輪に組み込む状態を示す断面図であり、（ｄ）は外輪の端部を折り曲げる状態を示す断面図であり、（ｅ）はシェル型ころ軸受の完成品を示す断面図である。
【符号の説明】
１　シェル型ころ軸受
２　外輪
３　ころ
４　保持器
５　第１折曲部
６　第２折曲部
７　リング部
８　ころ保持部
９　ころ保持間隙
１０　延出部
１１　薄肉部
【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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