(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状周壁に、円錐ころを収容するための複数のポケット孔が周方向に沿って所定の間隔おきに形成された円錐ころ軸受用保持器の製造方法であって、
環状周壁を有する中間加工品を準備する工程と、
前記中間加工品の環状周壁に、打ち抜きプレス加工により、前記複数のポケット孔を形成する工程と、
前記ポケット孔内周面のうち、円錐ころの大径側端面に対応する面（大径側内壁面）を、押圧加工により平滑な仕上げ面に形成する工程とを含み、
前記押圧加工を行う押圧加工装置は、上型と、下型を有し、
前記上型は、前記下型にセットされる前記中間加工品の各ポケット孔に対応して、複数の押圧パンチを有し、
前記押圧パンチのパンチ面は、ポケット孔打ち抜き加工時の抜き角度に対応した傾斜面に形成され、
前記押圧加工を施すに際して、
前記下型に、中間加工品をその小径側端面部を上側に向けて、大径側端面を下側に向けてセットし、
前記上型を降下させて、全ての前記押圧パンチを、同時に、全ての前記ポケット孔の大径側内壁面に押圧することにより、全ての大径側内壁面に同時に前記仕上げ面を形成するものとした円錐ころ軸受用保持器の製造方法。
【請求項２】
前記大径側内壁面における板厚に対し、前記仕上げ面の板厚方向の幅が、３０〜７０％の占有率に設定されてなる請求項１記載の円錐ころ軸受用保持器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種機械装置の回転支持部分を構成する円錐ころ軸受における複数の円錐ころを、脱落を防止しつつ回転自在に保持するための円錐ころ軸受用保持器及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円錐台形状の円錐ころが組み込まれた円錐ころ軸受は、ラジアル荷重、アキシャル（スラスト）荷重、及びこれらの合成荷重を確実に支持することができる上、負荷に対する能力も大きいため、自動車、鉄道等の車両や、建設機械等における動力伝達装置や歯車減速装置等の大きい荷重が加わるような回転支持部に多く使用されている。
【０００３】
図４に示すように、円錐ころ軸受（１）は、互いに同軸心上に配置された外輪（２）及び内輪（３）と、両輪（２）（３）の軌道面間に、周方向に沿って複数配置された円錐台形状の円錐ころ（４）と、円錐ころ（４）を周方向に沿って所定間隔おきに転動自在に保持する保持器（１０）とを基本的な構成要素として備えている。
【０００４】
このうち、保持器（１０）は、図５に示すように、一端面（小径端面）側に設けられた環状の端面部（１１）と、その端面部（１１）の外周端縁に立ち上がり状に一体的に設けられ、円錐台形状の環状周壁（１５）とを備え、環状周壁（１５）に、円錐ころ（４）を収容保持するための複数のポケット孔（２０）が周方向に所定間隔おきに形成されている。
【０００５】
このような保持器（１０）は、例えば特開平８−３２６７６１号公報に開示されるような方法により製造される。
【０００６】
すなわち、鋼板を打ち抜いて円形の素板を製作し、これにプレスによる絞り加工を施すことにより、円形の端面部（１１）の外周端縁に環状周壁（１５）が立ち上がり状に一体的に設けられ中間加工品（１０ａ）を製作する。
【０００７】
そして図６に示すように、この中間加工品（１０ａ）の環状周壁（１５）に、周方向に所定間隔おきに、内側から外側に向けてパンチ（５）を順次打ち込んで、複数のポケット孔（２０）を形成するとともに、環状周壁（１５）の上縁部（１５ａ）を縁切りして除去する。
【０００８】
その後、環状周壁（１５）におけるポケット孔（２０）の各間に配置される柱部（２１）のうち、円錐ころ（４）が接触する面（両側内壁面２１ａ）を、面押し加工して所定の傾斜面に仕上げる。
【０００９】
その後、端面部（１１）の内径部を打ち抜いて大径貫通孔（１３）を形成し、これにより保持器（１０）を得るものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の保持器（１０）の製造方法において、ポケット孔（２０）を、内側からの打ち抜き加工により形成する場合、図７に示すように、ポケット孔内周面の打ち抜き断面は、その内径側にせん断面（３０）と称される平滑面が形成されて、それに続いて外径側に破断面（３１）と称される粗悪な面が形成される。特に円錐ころ軸受用保持器のように高荷重の負荷が加わるものでは、その素材として、ＳＰＢ２等の冷延鋼板や、ＳＰＨＣ等の熱延鋼板等の厚さ４．０ｍｍ以上の厚板鋼板が使用されるため、このような厚板鋼板を打ち抜いてポケット孔（２０）を形成する場合には、適正な金型クリアランスを設定した打ち抜き型を用いたとしても、板厚（Ｔ）に対し、平滑なせん断面（３０）の幅（Ｗｓ）が、１５〜２０％程度しか確保できず、残り多くの領域が粗悪な破断面（３１）として形成される。
【００１１】
なお、図７（ｂ）においては、発明の理解を容易にするため、せん断面（３０）を示す領域に、多数の斜線（ハッチング）を付与している。
【００１２】
一方、円錐ころ軸受（１）の作動中において、円錐ころ（４）は主にポケット孔（２０）の内周面のうち、柱部（２１）の両側内壁面（２１ａ）により支持されるが、ポケット孔（２０）の内周面のうち、円錐ころ（４）の大径端面（４ａ）に対応する面（大径側内壁面２２）によっても支持されているため、その大径側内壁面（２２）に、円錐ころ（４）との接触により磨耗が発生し易くなっている。
【００１３】
しかしながら、ポケット孔（２０）の大径側内壁面（２２）は、上記したように、そのほとんどの領域が粗悪な破断面（３１）として形成され、一部のみに平滑なせん断面（３０）が形成されるものであるため、その狭いせん断面（３０）のみに偏って円錐ころ（４）と接触し、偏磨耗により磨耗が激しくなり、耐久性が低下するという問題があった。
【００１４】
なお、保持器（１０）のポケット孔（２０）を打ち抜く際に、単に金型クリアランスを小さく設定しただけでは、打ち抜き断面に２次せん断面が生じて、平滑な面を十分に得ることは困難である。
【００１５】
またファインブランキング等のように精密打ち抜き加工を用いて、ポケット孔（２０）を形成する方法も考えられるが、専用の高価な機械設備が必要となり、実用化は困難である。
【００１６】
また、ポケット孔（２０）を打ち抜いた後、ポケット孔内周面を、ブローチ加工により切削仕上げする方法も考えられるが、専用のブローチ機械や専用工具が必要である上、低効率の切削工程を行う必要があるため、生産性が低下するという問題が発生する。
【００１７】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、コストの削減及び生産効率の向上を図ることができ、優れた耐久性を有する円錐ころ軸受用保持器及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本第１発明は、環状周壁に、円錐ころを収容するための複数のポケット孔が周方向に沿って所定の間隔おきに形成された円錐ころ軸受用保持器の製造方法であって、環状周壁を有する中間加工品を準備する工程と、前記中間加工品の環状周壁に、打ち抜きプレス加工により、前記複数のポケット孔を形成する工程と、前記ポケット孔内周面のうち、円錐ころの大径側端面に対応する面（大径側内壁面）を、押圧加工により平滑な仕上げ面に形成する工程とを含むものを要旨としている。
【００１９】
本第１発明の円錐ころ軸受用保持器の製造方法においては、ポケット孔の大径側内壁面に十分な大きさの平滑な仕上げ面を有する保持器を製造することができる。従ってその保持器においては、上記広範な仕上げ面によって円錐ころの大径側端面を十分に支持することができ、安定した動作を得ることができる。
【００２０】
更にポケット孔の大径側内壁面と円錐ころの大径側端面とが上記仕上げ面によって広い範囲で接触されるため、局部的な偏磨耗を防止することができる。
【００２１】
また、この発明では、押圧プレス加工によって、ポケット孔の大径側内壁面に仕上げ面を形成するものであるため、プレス設備以外の専用設備、例えばファインブランキング用やブローチ加工用の専用設備を準備する必要はない。
【００２２】
本第１発明においては、前記押圧加工を施すに際して、前記複数のポケット孔の各大径側内壁面を、同時に押圧加工することにより、全ての大径側内壁面に同時に仕上げ面を形成する構成を採用するのが好ましい。
【００２３】
すなわちこの構成を採用する場合、押圧加工をポケット孔ごとに個別に行うものよりも、効率良く生産することができる。更に押圧時の圧力を周方向にバランスさせることができ、各ポケット孔ごとのばらつき等を防止することができる。
【００２４】
一方、本第２発明は、上記製法発明の一実施形態によって得られる円錐ころ軸受用保持器を特定するものである。
【００２５】
すなわち本第２発明は、環状周壁に、円錐ころを収容するための複数のポケット孔が周方向に沿って所定の間隔おきに形成された円錐ころ軸受用保持器において、前記ポケット孔内周面のうち、円錐ころの大径側端面に対応する面（大径側内壁面）に、押圧加工による平滑な仕上げ面が形成されてなるものを要旨としている。
【００２６】
この第２発明においては、前記大径側内壁面における板厚に対し、前記仕上げ面の板厚方向の幅が、３０〜７０％の占有率に設定されてなる構成を採用するのが望ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３はこの発明の実施形態である円錐ころ軸受用保持器の製造方法を示す図である。これらの図に示すように、本実施形態において製造される保持器（１０）は、小径端面側に設けられた環状の端面部（１１）と、その端面部（１１）の外周端縁に立ち上がり状に一体的に設けられ、円錐台形状の環状周壁（１５）とを備え、環状周壁（１５）に、円錐ころ（４）を収容保持するための複数のポケット孔（２０）が周方向に所定間隔おきに形成されたものである。
【００２８】
この保持器（１０）を製造する場合、ポケット孔（２０）の打ち抜きを完了するまでは、上記従来技術と同様な手順で行われる。
【００２９】
すなわち、鋼板を打ち抜いて円形の素板を作製し、これにプレスによる絞り加工を施すことにより、円形の端面部（１１）の外周端縁に、環状周壁（１５）が立ち上がり状に一体的に設けられた中間加工品（１０ａ）を製作する。その後、この中間加工品（１０ａ）の環状周壁（１５）に、周方向に所定間隔おきに、内側から外側に向けてパンチを順次打ち込んでいき、複数のポケット孔（２０）を形成する（図６等参照）とともに、環状周壁（１５）の上縁部を縁切りして除去する。
【００３０】
その後、中間加工品（１０ａ）におけるポケット孔（２０）の内周面のうち、円錐ころ（４）の大径側端面（４ａ）に対応する面（大径側内壁面２２）の内側領域を、押圧加工により平滑な仕上げ面（３５）に形成するものである。
【００３１】
この押圧加工を施すに際して、本実施形態においては、図１に示す押圧加工装置（４０）を用いて、一回のパンチング処理により、複数のポケット孔（２０）に対する全ての大径側内壁面（２２）を押圧加工するものである。
【００３２】
すなわち、加工装置（４０）の下型（４１）に、中間加工品（１０ａ）をその小径側端面部（１１）を上側に向けて、大径側端面（１２）を下側に向けてセットする。このとき、中間加工品（１０ａ）の環状周壁（１５）は、上側に向かうに従って縮径するようにテーパ状に配置されるため、各ポケット孔（２０）の大径側内壁面（２２）が上向きに配置され、かつその大径側内壁面（２２）が、軸心方向に沿って上方が開放された状態に配置される。
【００３３】
また押圧加工装置（４０）の上型（４２）には、下型（４１）にセットされた中間加工品（１０ａ）の各ポケット孔（２０）に対応して、複数の押圧パンチ（４３）を有している。そして、上型（４２）を降下させて全ての押圧パンチ（４３）を、同時に、全てのポケット孔（２０）の大径側内壁面（２２）に押圧する。
【００３４】
ここで、本実施形態において、この押圧加工を行う前の状態、つまりポケット孔（２０）をプレス加工により打ち抜いただけの状態では、図３の想像線に示すように、ポケット孔（２０）の大径側内壁面（２２）は、その内側領域の一部のみに平滑なせん断面（３０）が形成されて、残り多くの部分に粗悪な破断面（３１）が形成されるが、上記押圧加工による面仕上げを行うことによって、同図実線に示すように、大径側内壁面（２２）における厚さ方向に沿って多くの領域が平滑な仕上げ面（３５）に形成される。
【００３５】
本実施形態において、図２（ａ）に示すように、大径側内壁面（２２）における板厚（Ｔ）に対する仕上げ面（３５）の板厚方向の幅（Ｗｆ）、つまり仕上げ面（３５）の占有率は、３０〜７０％に設定するの良く、より望ましくは、下限値を４０％以上、上限値を６０％以下に設定するのが良い。この仕上げ面（３５）の占有率が小さ過ぎる場合には、円錐ころ（４）との接触領域が少なくなり過ぎて、磨耗し易くなり、耐久性の低下を来す恐れがある。逆に仕上げ面（３５）の占有率を過度に大きくしようとすると、プレス圧力（押圧力）が大きくなり過ぎて、保持器材料に悪影響、例えば偏肉等が生じて、高い精度を得ることができなくばかりか、場合によっては亀裂や破断等が生じる恐れさえある。
【００３６】
なお、押圧加工装置（４０）の押圧パンチ（４３）のパンチ面は、ポケット孔打ち抜き加工時の抜き角度に対応した傾斜面に形成されている。
【００３７】
ところで、本実施形態においては、図２に示すように、押圧加工によって、ポケット孔（２０）における大径側内壁面（２２）の中間部（２２ａ）が、大径側内壁面（２２）の両側隅部（２２ｂ）の位置よりも、軸心方向に沿って大径部側（図２（ａ）の下側）へ後退してしまうと、円錐ころ（４）の大径側内壁面（４ａ）における外周端縁の面取り部（４ｂ）が、ポケット孔（２０）の大径側内壁面両側隅部（２２ｂ）に干渉して、動作不良が発生する恐れがある。このため、押圧加工時には、ポケット孔（２０）の大径側内壁面中間部（２２ａ）が、隅部（２２ｂ）の位置よりも後退しないように設定する必要がある。
【００３８】
更に上記の押圧加工によって、ポケット孔（２０）の大径側内壁面中間部（２２ａ）と大径側内壁面両側隅部（２２ｂ）との間が、段差状に形成されてしまうと、その段差部に応力が集中して、亀裂発生の要因となる恐れがあるため、中間部（２２ａ）と両側隅部（２２ｂ）との間は円滑面状に形成する必要がある。
【００３９】
なお、図２（ｂ）においては、発明の理解を容易にするため、仕上げ面（３５）を示す領域に、交差する多数の斜線（ハッチング）を付与している。
【００４０】
一方、押圧加工によって、ポケット孔（２０）の大径側内壁面（２２）に仕上げ面（３５）を形成した後、複数のポケット孔（２０）の各間に配置された柱部（２１）の両側内壁面（２１ａ）を面押し加工により所定の傾斜面に仕上げるとともに、中間加工品（１０ａ）における小径側端面部（１１）の内径部を打ち抜いて、大径の貫通孔（１３）を形成する。
【００４１】
これにより本実施形態の円錐ころ軸受用保持器（１０）が製造されるものである。
【００４２】
以上のように、本実施形態の保持器（１０）によれば、ポケット孔（２０）の大径側内壁面（２２）に押圧加工が施されて、その大径側内壁面（２２）に十分な大きさの平滑な仕上げ面（３５）が形成されるものであるため、その広範な仕上げ面（３５）によって円錐ころ（４）の大径側端面（４ａ）を十分に支持することができ、安定した動作を得ることができ、品質の向上を図ることができる。更にポケット孔（２０）の大径側内壁面（２２）と円錐ころ（４）の大径側内壁面（４ａ）とが仕上げ面（３５）を介して広い範囲で接触するため、局部的な偏磨耗を防止できて、耐摩耗性、ひいては耐久性を向上させることができる。
【００４３】
また本実施形態の保持器（１０）は、押圧加工等のプレス加工によって、ポケット孔（２０）の大径側内壁面（２２）に仕上げ面（３５）を形成するものであるため、プレス設備以外の専用設備、例えばファインブランキング用やブローチ加工用の専用設備を必要とせず、コストの削減を図ることができる。
【００４４】
更にブローチ加工等の低効率の切削工程を行う必要がないので、その分、生産効率を向上させることができる。
【００４５】
また本実施形態においては、複数のポケット孔（２０）の大径側内壁面（２２）を、一度に押圧加工するものであるため、押圧加工をポケット孔（２０）ごとに個別に行う場合よりも、効率良く加工できて、生産効率を一段と向上させることができるとともに、押圧時の圧力を周方向にバランスさせることができ、各ポケット孔（２０）ごとのばらつきを防止できるので、より一層、高い精度を得ることができ、製品の信頼性を一段と向上させることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本第１発明の円錐ころ軸受用保持器の製造方法によれば、ポケット孔の大径側内壁面に押圧加工を施すものであるため、その大径側内壁面に十分な大きさの平滑な仕上げ面を有する保持器を製造することができる。従って、その保持器においては、上記広範な仕上げ面によって円錐ころの大径側端面を十分に支持することができ、安定した動作を得ることができ、品質の向上を図ることができる。更にポケット孔の大径側内壁面と円錐ころの大径側端面とが上記仕上げ面によって広い範囲で接触支持できるため、局部的な偏磨耗を防止できて、耐摩耗性及び耐久性を向上させることができる。また本発明においては、押圧プレス加工によって、ポケット孔の大径側内壁面に仕上げ面を形成するものであるため、プレス設備以外の専用設備、例えばファインブランキング用やブローチ加工用の専用設備を必要とせず、コストの削減を図ることができる。更にブローチ加工等の低効率の切削工程を行う必要がないので、その分、生産効率を向上させることができるという効果がある。
【００４７】
また本第１発明において、複数のポケット孔の大径側内壁面を、全て一度に押圧加工する場合には、押圧加工をポケット孔ごとに個別に行うものよりも、効率良く加工できて、生産効率を一段と向上させることができるとともに、押圧時に各ポケット孔ごとのばらつき等を防止できて、より一層、高い精度を得ることができるという利点がある。
【００４８】
本第２発明は、上記第１発明の製法の一実施形態によって得られる円錐ころ軸受用保持器を特定するものであり、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施形態である円錐ころ軸受用保持器を押圧加工中の状態で示す断面図である。
【図２】同図（ａ）は実施形態の保持器における環状周壁のポケット孔周辺を示す断面図、同図（ｂ）はポケット孔周辺を示す平面図であって、同図（ａ）の矢符Ｂ方向に沿って見た状態での平面図である。
【図３】実施形態の保持器における環状周壁のポケット孔の端部周辺を拡大して示す断面図である。
【図４】従来の円錐ころ軸受の一側部を示す断面図である。
【図５】従来の円錐ころ軸受用保持器を示す斜視図である。
【図６】従来の保持器をポケット孔打ち抜き工程中の状態で示す断面図である。
【図７】同図（ａ）は従来の保持器における環状周壁のポケット孔周辺を示す断面図、同図（ｂ）はポケット孔周辺を示す平面図であって、同図（ａ）の矢符Ｂ方向に沿って見た状態での平面図である。
【符号の説明】
４…円錐ころ
４ａ…大径側端面
１０…保持器
１０ａ…中間加工品
１５…環状周壁
２０…ポケット孔
２２…大径側内壁面
３５…仕上げ面
Ｔ…大径側底面における板厚
Ｗｆ…仕上げ面の板厚方向幅
【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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