(57)【要約】【課題】端縁にフランジ６ｃを有する高品質の外輪２ａ等を、コストを高くする事なく造れる様にして、シェル型ローラクラッチ、シェル型ニードル軸受、或はプレス保持器を備えたニードル軸受の信頼性及び耐久性の向上を図る。【解決手段】中間素材１８ａを得る為のダイス１０ａとして、その内周面の形状が、小径部２３と大径部２４とを内径側段差部２２で連続させた段付形状としたものを使用する。又、パンチ１１として、その外周面の形状が、小径部１３と大径部１４とを外径側段差部１６で連続させた段付形状としたものを使用する。そして、上記中間素材１８ａの内外両周面にそれぞれ段差部１７、２５を形成した後、これら両段差部１７、２５を起点として上記中間素材１８ａの軸方向端部を径方向内方に折り曲げ、上記フランジ６ｃとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイスの内周面とパンチの外周面との間で、金属製で円筒状の素材を径方向両側から押圧する事により、この素材の軸方向の一部に段差部を、全周に亙って形成して中間素材とした後、この中間素材の軸方向端部をこの段差部から径方向内方に折り曲げてフランジとする、フランジの曲げ加工方法に於いて、上記ダイスとして、その内周面の形状が、小径部と大径部とを内径側段差部で連続させた段付形状としたものを、上記パンチとして、その外周面の形状が、小径部と大径部とを外径側段差部で連続させた段付形状としたものを、それぞれ使用し、上記中間素材の内外両周面にそれぞれ段差部を形成した後、これら両段差部を起点としてこの中間素材の軸方向端部を径方向内方に折り曲げて上記フランジとする事を特徴とするフランジの曲げ加工方法。
【請求項２】
中間素材の内外両周面に形成する段差部の径方向に関する高さを、外周面側を内周面側よりも大きくした、請求項１に記載したフランジの曲げ加工方法。
【請求項３】
中間素材の内外両周面に形成する段差部の断面形状を、それぞれ段差部を軸方向両側から挟む１対の円筒面同士を滑らかに連続させる円弧とした、請求項１〜２の何れかに記載したフランジの曲げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るフランジの曲げ加工方法は、シェル型ローラクラッチ或はシェル型ニードル軸受の外輪（シェル）、或はニードル軸受用のプレス保持器を造る際に、金属製で円筒状の素材の軸方向端部を径方向内方に折り曲げて、内向のフランジを形成する場合に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
ファクシミリや複写機の紙送り機構、自動車の補機駆動用、或はアイドリングストップ車用の起動装置等、各種機械装置の回転伝達機構部分に、特定方向の回転運動のみを伝達するローラクラッチを組み込んでいる。又、この様なローラクラッチの一種で、ローラ、保持器、ばね等の構成部材を外輪の内側に、この外輪の内側から脱落しない様に組み込んだ、シェル型ローラクラッチも、従来から広く使用されている。図３は、従来から知られているシェル型ローラクラッチ１の１例として、特許文献１に記載されたものを示している。
【０００３】
このシェル型ローラクラッチ１は、外輪２と、複数本のローラ３、３と、これら各ローラ３、３と同数のばね（図示省略）と、保持器４とから成る。上記外輪２は、肌焼鋼、軸受鋼等の硬質金属により円筒状に造ったもので、使用時には、紙送りローラの中心部に設けた軸受ハウジング、ベルト式の動力伝達機構を構成するプーリ等、内周面を円筒面とした図示しない保持部材の内側に内嵌固定する。この様な外輪２の内周面は、円周方向に関する凹凸であるカム面５としている。又、上記外輪２の軸方向両端部には内向のフランジ６ａ、６ｂを、この外輪２を構成する金属板を直径方向内方に向け折り曲げる事により形成している。上記複数本のローラ３、３と、これら各ローラ３、３と同数のばねと、保持器４とは、上述の様な外輪２の直径方向内側に設けている。
【０００４】
このうちの保持器４は上記外輪２の内側に、この外輪２に対する相対回転を不能に装着している。上記複数本のローラ３、３は、この様な保持器４に形成したポケット７、７の内側に、転動並びに円周方向に亙る若干の変位自在に保持している。又、上記各ばねは、上述の様な保持器４を構成する柱部と上記各ローラ３、３との間に設け、上記各ローラ３、３を、円周方向に関して同じ方向に、弾性的に押圧している。この様なシェル型ローラクラッチは、上記外輪２を上記保持部材に内嵌固定すると共に、上記複数本のローラ３、３の内側に回転軸８等、上記保持部材と相対回転する部材を挿通した状態に組み付ける。この組み付け状態で上記外輪２の内周面と上記回転軸８等の部材の外周面との間には、円筒状隙間９が形成される。この円筒状隙間９の寸法で、上記外輪２の直径方向（図３の上下方向）に関する幅寸法は、上記カム面５の各凹部に対応する部分では上記各ローラ３、３の外径よりも大きく、これら各凹部から外れた部分ではこれら各ローラ３、３の外径よりも小さい。
【０００５】
上述の様に構成するシェル型ローラクラッチ１を、上記回転軸８の外周面と保持部材の内周面との間に設けた状態では、このシェル型ローラクラッチ１が、上記外輪２を内嵌固定した保持部材と上記回転軸８との所定方向の相対回転のみを伝達する。
【０００６】
上述の様なシェル型ローラクラッチ１を構成する外輪２として従来は、図４に示す様な形状のものを使用していた。即ち、この外輪２の軸方向両端部に形成した１対のフランジ６ａ、６ｂのうち、一方（図３、４の左方）のフランジ６ａは、上記外輪２の円筒部と同じ肉厚を有する。これに対して他方（図３、４の右方）のフランジ６ｂは、この円筒部よりも薄肉に形成している。この薄肉のフランジ６ｂは、上記外輪２の内径側に、上記各ローラ３、３、前記ばね、前記保持器４を設置した後に形成する。そして従来は、上記薄肉のフランジ６ｂを形成する作業を、図５に示す様な工程により行なっていた。
【０００７】
先ず、図５（Ａ）に示す様に、ダイス１０の内周面とパンチ１１の外周面との間で、金属製で円筒状の素材１２を径方向両側から押圧する。この素材１２は、軸方向一端部（図５の下端部）に、既にフランジ６ａを形成したものである。上記ダイス１０の内周面は、開口部の面取り部分を除き内径寸法が一定の（軸方向に変化する事のない）、単なる円筒面としている。これに対して上記パンチ１１の外周面は、先端側（図５の下側）の小径部１３と、基端側（図５の上側）の大径部１４とを外径側段差部１６で連続させた、段付形状としている。
【０００８】
上記素材１２に上記薄肉のフランジ６ｂを形成するには、この素材１２を上記ダイス１０に内嵌し、この素材１２が上記パンチ１１の挿入方向前方（図５の下方）に抜け出さない様にこの素材１２を抑えた状態で、この素材１２内に上記パンチ１１を押し込む。このパンチ１１の先端部に形成した小径部１３の外径と上記ダイス１０の内径との差は、上記素材１２の肉厚とほぼ一致する。これに対して、上記パンチ１１の大径部１４の外径と上記ダイス１０の内径との差は、上記素材１２の肉厚よりも小さい。従って、上記素材１２のうちで上記大径部１４の外周面と上記ダイス１０の内周面との間に位置する部分が扱かれて肉厚が小さくなり、この肉厚が小さくなった部分と、上記小径部１３の周囲に位置して肉厚がそのままである部分との間に段差部１７が、全周に亙って形成される。
【０００９】
この様にして造られた中間素材１８は、その内径側に前記各ローラ３、３、前記ばね、前記保持器４を設置した後（図３参照、図５には省略）、図５（Ｂ）（Ｃ）に示す様にして、上記段差部１７よりも端縁寄りの薄肉部分を径方向内方に折り曲げ、上記薄肉のフランジ６ｂとする。即ち、先ず、図５（Ｂ）に示す様に、先端面外周寄り部分に摺鉢状の傾斜面１９を設けた第二のパンチ２０により、上記薄肉部分を、上記段差部１７を起点として、径方向内方に少し折り曲げる。次いで、図５（Ｃ）に示す様に、先端面を中心軸に対し直角方向に存在する平坦面とした第三のパンチ２１により押圧する事で、上記薄肉部分を上記フランジ６ｂとする。
【００１０】
尚、上述の説明は、シェル型ローラクラッチ１の外輪２に就いて説明したが、同様の形状を有する外輪を組み込んだシェル型ニードル軸受に関しても、特許文献２に記載される等により、従来から広く知られている。又、ニードル軸受用のプレス保持器に関しても、上記外輪２の如く、両端部に設けた１対のフランジのうちの一方のフランジの肉厚を薄くする構造が、従来から知られている。
【００１１】
【特許文献１】
特開１１−１１７９５４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９１６６９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す様な工程でフランジ６ｂを曲げ加工する方法では、素材１２の軸方向端部を薄肉にする事でこの端部を曲げ加工し易くしている為、折り曲げ部の内径側部分に、応力が集中し易い段差部１７が残る。この様な段差部１７と、上記フランジ６ｂの基端部に存在する折り曲げ部１５との連続部には応力が集中し易く、このフランジ６ｂの内側面にアキシアル荷重が負荷された場合には、亀裂等の損傷が発生し易い。
【００１３】
又、上記素材１２の外周面の母線形状は、折り曲げの起点となる部分を含めて直線状である為、上記折り曲げ部１５の断面形状に関する曲率半径が大きくなる。この曲率半径が大きくなると、得られた外輪２を保持部材に内嵌固定した場合に、この外輪２の外周面と保持部材の内周面との接触面積、更には上記フランジ６ｂの外周面と相手部材との接触面積が狭くなり、上記外輪２の支持強度が不足する可能性がある。
本発明は、この様な不都合を何れも解消できるフランジを得られる、フランジの曲げ加工方法を実現すべく発明したものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のフランジの曲げ加工方法は、前述した従来から知られているフランジの曲げ加工方法と同様に、ダイスの内周面とパンチの外周面との間で、金属製で円筒状の素材を径方向両側から押圧する事により、この素材の軸方向の一部に段差部を、全周に亙って形成して中間素材とした後、この中間素材の軸方向端部をこの段差部から径方向内方に折り曲げてフランジとする。
特に、本発明のフランジの曲げ加工方法に於いては、上記ダイスとして、その内周面の形状が、小径部と大径部とを内径側段差部で連続させた段付形状としたものを、上記パンチとして、その外周面の形状が、小径部と大径部とを外径側段差部で連続させた段付形状としたものを、それぞれ使用する。そして、上記中間素材の内外両周面にそれぞれ段差部を形成した後、これら両段差部を起点としてこの中間素材の軸方向端部を径方向内方に折り曲げ、上記フランジとする。
【００１５】
【作用】
上述の様に構成する本発明のフランジの曲げ加工方法によれば、フランジを曲げ加工する以前に、素材の内周面だけでなく外周面にも段差部を形成する為、上記フランジの基端部の折り曲げ部の内径側部分に、応力が集中し易い段差部が殆ど残らない。この為、上記フランジの内側面にアキシアル荷重が負荷された場合にも、亀裂等の損傷が発生しにくくなる。
又、中間素材の外周面の母線形状が、折り曲げの起点となる部分に存在する段差部で折れ曲がっているので、上記折り曲げ部の断面形状に関する曲率半径を小さくできる。この為、得られた外輪を保持部材に内嵌固定した場合に、この外輪の外周面と保持部材の内周面との接触面積、更には上記フランジの外周面と相手部材との接触面積を広くできて、上記外輪の支持強度を確保し易くなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の１例を示している。先ず、図１（Ａ）に示す様に、ダイス１０ａの内周面とパンチ１１の外周面との間で、金属製で円筒状の素材１２を径方向両側から押圧する。この素材１２は、軸方向一端部（図１の下端部）に、既にフランジ６ａを形成したものである。上記ダイス１０ａの内周面は、開口部の面取り部分に加えて、軸方向中間部開口寄り部分も、軸方向に関して内径を変化させている。即ち、この部分に内径側段差部２２を形成し、この内径側段差部２２により、奥側（図１の下側）の小径部２３と開口側（図１の上側）の大径部２４とを連続させている。
【００１７】
又、上記パンチ１１としては、前述した従来方法に使用するものと同様に、その外周面が、先端側（図１の下側）の小径部１３と、基端側（図１の上側）の大径部１４とを外径側段差部１６で連続させた、段付形状のものを使用している。尚、上記ダイス１０ａの内周面の内径側段差部２２の径方向に関する高さＨ２２を、上記パンチ１１の外周面の外径側段差部１６の径方向に関する高さＨ１６よりも大きく（Ｈ２２＞Ｈ１６）している。
【００１８】
上記素材１２のうちで上記フランジ６ａと反対側の端部に、別のフランジ６ｃを形成するには、上記素材１２を上記ダイス１０ａに内嵌し、この素材１２が上記パンチ１１の挿入方向前方（図５の下方）に抜け出さない様にこの素材１２を抑えた状態で、この素材１２内に上記パンチ１１を押し込む。このパンチ１１の先端部に形成した小径部１３の外径と上記ダイス１０ａの小径部２３の内径との差の１／２は、上記素材１２の肉厚よりも少し小さい。又、上記パンチ１１の大径部１４の外径と上記ダイス１０ａの大径部２４の内径との差の１／２は、上記素材１２の肉厚とほぼ同じか、この肉厚よりも僅かに大きい。従って、上記素材１２のうちで、上記パンチ１１の小径部１３と上記ダイス１０ａの小径部２３との間に位置する部分は、上記パンチ１１の外周面と上記ダイス１０ａの内周面との間で扱かれて肉厚が少し小さくなる。同時に、上記パンチ１１の大径部１４と上記ダイス１０ａの大径２４との間で挟持された部分の内径が拡がり、この部分の内外両周面と、上記パンチ１１の小径部１３と上記ダイス１０ａの小径部２３との間で挟持された部分の内外両周面との間に、それぞれ段差部１７、２５が、全周に亙って形成される。又、上記パンチ１１の大径部１４と上記ダイス１０ａの大径部２４との間に位置する部分には、上記両小径部１３、２３同士の間で扱かれた肉が移動する。この結果、上記両大径部１４、２４同士の間に位置する部分の肉厚は、上記素材１２の肉厚と同じか、この肉厚よりも僅かに大きく（素材の肉厚の１〜１．２倍程度に）なる。
【００１９】
この様にして造られた中間素材１８ａは、軸方向端縁（図１の上端縁）に存在する余肉部を旋削加工等により切除（縁切り）した後、その内径側に前記各ローラ３、３、前記ばね、前記保持器４を設置する（図３に示す様なシェル型ローラクラッチを構成する場合）。その後、図１（Ｂ）（Ｃ）に示す様にして、上記各段差部１７、２５よりも端縁寄り部分を径方向内方に折り曲げて、上記のフランジ６ｃとする。即ち、先ず、図１（Ｂ）に示す様に、先端面外周寄り部分に摺鉢状の傾斜面１９を設けた第二のパンチ２０により、上記端縁寄り部分を、上記各段差部１７、２５を起点として、径方向内方に少し折り曲げる。次いで、図１（Ｃ）に示す様に、先端面を中心軸に対し直角方向に存在する平坦面とした第三のパンチ２１により押圧する事で、上記薄肉部分を上記フランジ６ｃとする。
【００２０】
上述の様にしてこのフランジ６ｃを造ると、図２に示す様に、このフランジ６ｃの基端部の折り曲げ部１５ａの内径側部分に、応力が集中し易い段差部が殆ど残らない（段差部が残る場合でも滑らかな曲面となる）。この為、得られた外輪２ａの内周面と回転軸８（図３参照）との間にアキシアル荷重が作用し、保持器４（図３参照）の軸方向端面が上記フランジ６ｃの内側面に突き当たる等により、このフランジ６ｃの内側面にアキシアル荷重が負荷された場合にも、最も強度的に弱い、このフランジ６ｃの基端部にしても、亀裂等の損傷が発生しにくくなる。
【００２１】
又、前記中間素材１８ａの外周面の母線形状が、折り曲げの起点となる部分に存在する段差部２５で折れ曲がっている。上記折り曲げ部１５ａの外径側部分は、この段差部２５により構成されるので、この折り曲げ部１５ａの断面形状に関する曲率半径を小さくできる。この為、得られた外輪２ａをプーリ等の保持部材に内嵌固定した場合に、この外輪２ａの外周面と保持部材の内周面との接触面積、更には上記フランジ６ｃの外側面と相手部材との接触面積を広くできて、上記外輪２ａの支持強度を確保し易くなる。
尚、前記ダイス１０ａの外周面の内径側段差部２２の径方向に関する高さＨ２２、並びに前記パンチ１１の外周面の外径側段差部１６の径方向に関する高さＨ１６は、加工すべき素材１２の板厚等に応じて設計的に定める。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のフランジの曲げ加工方法は、以上に述べた通り構成され作用するので、端縁にフランジを有する高品質の外輪を、コストを高くする事なく造れて、シェル型ローラクラッチ、シェル型ニードル軸受、或はプレス保持器を備えたニードル軸受の信頼性及び耐久性の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を工程順に示す半部断面図。
【図２】得られた外輪の半部断面図。
【図３】本発明の対象となる外輪を組み込んだシェル型ローラクラッチの１例を示す断面図。
【図４】従来方法により造られた外輪の半部断面図。
【図５】従来方法を工程順に示す半部断面図。
【符号の説明】
１    シェル型ローラクラッチ
２、２ａ  外輪
３    ローラ
４    保持器
５    カム面
６ａ、６ｂ、６ｃ  フランジ
７    ポケット
８    回転軸
９    円筒状隙間
１０、１０ａ  ダイス
１１    パンチ
１２    素材
１３    小径部
１４    大径部
１５、１５ａ  折り曲げ部
１６    外径側段差部
１７    段差部
１８、１８ａ  中間素材
１９    傾斜面
２０    第二のパンチ
２１    第三のパンチ
２２    内径側段差部
２３    小径部
２４    大径部
２５    段差部
【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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