(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動要素軌道を形成する内面を有し、対応する長さを持っている内側軸受カップと、
前記内側軸受カップの周辺の周りに連続して配置され、リップを形成するために前記内側軸受カップより長い対応する長さを有する外側軸受カップを備え、
前記外側軸受カップのリップが軸受カップ内に転動要素を保持するために形成されており、
前記内側軸受カップが高炭素鋼で形成され、外側軸受カップが低炭素鋼で形成されていることを特徴とする軸受カップ。
【請求項２】
軸受カップが針状軸受カップであり、転動要素が針状ころである請求項１に記載の軸受カップ。
【請求項３】
前記外側軸受カップが前記内側軸受カップの最上部を機械的に固定している突出部分を備えている請求項１に記載の軸受カップ。
【請求項４】
突出部分が前記内側軸受カップの最上部の一部分に被さって突き出ている請求項３に記載の軸受カップ。
【請求項５】
転動要素軌道を形成する内面を有し、対応する長さを持っている内側軸受カップと、
前記内側軸受カップの周辺の周りに連続して配置され、リップを形成するために前記内側軸受カップより長い対応する長さを有する外側軸受カップを備え、
前記外側軸受カップのリップが軸受カップ内に転動要素を保持するために形成されており、
前記内側軸受カップが第１の金属で形成され、前記外側軸受カップが前記第１の金属と異なる第２の金属で形成されて軸受カップがバイメタルであるようにしていることを特徴とする軸受カップ。
【請求項６】
転動要素軌道を形成する内面を有し、対応する長さを持っている内側軸受カップと、
前記内側軸受カップの周辺の周りに連続して配置され、リップを形成するために前記内側軸受カップより長い対応する長さを有する外側軸受カップを備え、
前記外側軸受カップのリップが軸受カップ内に転動要素を保持するために形成されており、
前記外側軸受カップが前記内側軸受カップより早く塑性的に降伏する材料で形成されていることを特徴とする軸受カップ。
【請求項７】
前記外側軸受カップが不銹鋼で形成されている請求項１に記載の軸受カップ。
【請求項８】
転動要素軌道を形成する内面を有し、対応する長さを持っている内側軸受カップと、
前記内側軸受カップの周辺の周りに連続して配置され、リップを形成するために前記内側軸受カップより長い対応する長さを有する外側軸受カップを備え、
前記外側軸受カップのリップが軸受カップ内に転動要素を保持するために形成されており、
前記内側軸受カップと前記外側軸受カップの各々が、
底部と、
前記底部から伸びて前記内側軸受カップの側壁部が、前記外側軸受カップの側壁部より薄くなっている連続側壁部を備えることを特徴とする軸受けカップ。
【請求項９】
転動要素軌道を形成する内面を有し、対応する長さを持っている内側軸受カップと、
前記内側軸受カップの周辺の周りに連続して配置され、リップを形成するために前記内側軸受カップより長い対応する長さを有する外側軸受カップを備え、
前記外側軸受カップのリップが軸受カップ内に転動要素を保持するために形成されており、
前記内側軸受カップと前記外側軸受カップの各々が
底部と、
前記底部から伸びて、前記外側軸受カップのリップが前記外側軸受カップのパンチの周りに延性で伸長した部分を介して形成されている連続側壁部分を備えることを特徴とする軸受カップ。
【請求項１０】
前記パンチが段で外形部分に結合されている内径部分を有し、リップを形成する間、パンチの内径は前記内側軸受カップの連続側壁部分内に受けられ、段は前記内側軸受カップの連続側壁部分の最上部分に接触してリップがパンチの外径部分の周りに伸びるようになっている請求項9に記載の軸受カップ。
【請求項１１】
前記外側軸受カップが、前記内側軸受カップを形成する材料より延性のある材料で形成されている請求項１に記載の軸受カップ。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にいえば針状軸受カップに関し、さらに詳しくいえば、外側軸受カップ及び内側軸受カップから形成されたシェルを備えた二重絞り針状軸受カップに関する。
【0002】
【従来の技術】
図１（従来技術）は、普通に絞られた針状軸受カップの断面図である。普通の針状軸受カップ１０は、一片の平らな原材料から絞られた円筒形シェル１２を備えている。針状軸受カップ１０の内面１４は、複数の転動要素（図示なし）用の軸受軌道、を形成する。針状軸受カップ１０の最上部分は、ほかより薄い断面を有し、普通リップ１６といわれている。針状軸受カップ１０は、前述の転動要素などの多数の内部構成要素を収容している。追加の内部構成要素には、転動要素を保持して案内する保持器、一つ以上のシール及びあまり一般的ではないが、特殊な目的のためのワッシャ若しくはリングを含めてもよい。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
発明の一つの面において、これは、軸受軌道を形成する内面を有する内側軸受カップを備える軸受カップを提供することによって達成される。内側軸受カップは、対応する長さを持っている。外側軸受カップが内側軸受カップの周辺の周りにそれと連続して配置されて、リップを形成するために内側軸受カップの長さより長い対応する長さを持っている。外側軸受カップのリップは、転動要素を軸受カップ内に保持するように形成されてもよい。
【０００４】
発明のもう一つの面において、従来技術の限界は、内側軸受カップ及び外側軸受カップを有する軸受カップを形成する方法を提供することによって達成される。この方法は、第１及び第２の金属薄板切片を第１及び第２の金属薄板ブランクに切断することを含んでいる。第１及び第２の金属薄板ブランクは、次に、第１の金属薄板ブランクに対応する内側軸受カップ及び第２の金属薄板ブランクに対応する外側軸受カップを備える二重壁軸受カップを形成するように絞られる。リップが外側軸受カップから形成され、内側軸受カップの最上部を越えて伸びている。ころ要素が、次に、内側軸受カップ内に据付けられ、リップは転動要素を内側軸受カップ内に保持するために、折り曲げられる。
【０００５】
前述及びその他の面は、添付図面と併せて考慮されるとき、発明の以下の詳細な説明から明らかになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照すると、図３は、外側軸受カップ２４内に形成できる内側軸受カップ２２を備える軸受カップ２０の断面図を示している。外側軸受カップ２４は、内側軸受カップ２２の上側壁を越えて伸びるリップ２６を備えている。好ましくは、外側軸受カップ２４は、内側軸受カップ２２を焼入れするに必要な熱処理プロセスの間、比較的軟いままでいる材料から作られることである。用いられた材料の例には、内側軸受カップ２２のための高炭素鋼及び外側軸受カップ２４のための低炭素鋼がある。
【０００７】
本発明の一つの実施形態によれば、内側軸受カップ２２及び外側軸受カップ２４は、深絞りプロセスを用いて同時に形成される。深絞りプロセスは、内側軸受カップ２２及び外側軸受カップ２４が金属薄板の重ねたブランクから同時に形成されるような二重絞りプロセスである。しかし、本発明のもう一つの実施形態によれば、針状軸受けカップ２０を内側軸受カップ２２を第１の金属薄板ブランクから、そして外側軸受カップ２４を第２の金属薄板ブランクから別々に形成してもよい。
【０００８】
内側軸受カップ２２と外側軸受カップ２４のための材料を別にする利点は、針状軸受カップ２０を形成するために用いられる製造プロセスから明らかになる。
典型的絞りカップ製作プロセスは、通常ステーションといわれる若干のステップにおいて行われる。絞られる材料の総合厚さは、軸受カップを形成するのに必要なステーションの数に直接に関係する。十分に厚い材料が軸受カップを形成するのに薄い材料より多くのステーションを必要とる。二つのカップ層を含む軸受カップを等しい厚さの単一カップ層を有する軸受カップより容易に形成できる。二つの薄い軸受カップを一緒に二重絞りすると、二つの軸受カップは、それらが他方と独立に形成され、従って単一カップ層を有する軸受カップに必要なより少ないステーションを用いて作ることができるかのごとくに作用する。
【０００９】
図３に示されているように、内側軸受カップ２２には、底部２２ａとそれから上方に伸びる連続した側壁部２２ｂがある。同様に、外側軸受カップ２４には、底部２４ａとそれから上方に伸びる連続した側壁部２４ｂがある。側壁部２２ｂは、軸受軌道を形成し、ほぼ円形である。図３に示されているように、内側軸受カップ２２の最上部２２ｃは、リップ２６を露出するように外側軸受カップ２４の最上部２４ｃよりかなり低い。
【００１０】
内側軸受カップと外側軸受カップを一緒に絞る別の利点は、リップ２６が外側軸受カップ２４の材料から形成されることである。絞り軸受カップを形成するに必要なステーションのうちの少なくとも一つの間、壁部分は薄くされる、すなわち最終寸法に「しごき加工」される。しごき加工ステーションは、カップの内側を形成するパンチと協動する円筒形ダイスを備えている。
【００１１】
しごき加工プロセスの間、内側軸受カップ２２又は外側軸受カップ２４から除かれる材料の体積は、それぞれのカップの長さを増やすために用いられる。本発明の一つの実施形態によれば、しごき加工プロセスに用いられるパンチが二つの直径、すなわち、転動要素の軌道領域を形成する小さい下側直径及び小さい直径が大きい直径に会う点は、段を形成する。
【００１２】
図４及び５は、本発明の一つの実施形態による小直径部分３０及び大直径部分３２を有するパンチ２８に被せて置かれた針状軸受カップ２０の断面図である。
パンチ２８は、小直径部分３０が大直径部分３２に出会う点に形成された段３４を備えている。パンチ２８によって行なわれるしごき加工ステップの前に、内側軸受カップは、予め定めた長さＬ２２で作られるのが好ましく、外側軸受カップは、予め定めた長さＬ２４で作られるのが好ましい。長さＬ２２及び長さＬ２４は、内側軸受カップの最上部２２ｃが外側軸受カップ２４の最上部２４ｃとほぼ同じであり、それぞれ、側壁部２２ｂ及び側壁部２４ｂに対応する。
【００１３】
初期材料厚さを適当に選択すると、針状軸受カップ２０は、しごき加工プロセスの前に一つ以上のステーションで形成され、内側軸受カップ２２の長さが最終の形における軌道の必要な長さに同じか又はそれよりわずかに短くなるようになっている。パンチ２８にある段３４は、したがってしごき加工ステーションに入ってくるカップの長さと同じか又はそれよりわずかに長い。
【００１４】
図５に示されているように、カップ２０がしごき加工されると、パンチ２８にある。段３４は、内側軸受カップ２２がさらに伸びないようにする。従って、しごき加工操作からの材料の過剰体積のほとんどは、外側軸受カップ２４の延性伸長部から作られ、それによってリップ２６を形成する。図４及び図５に示されたしごき加工の量は、明瞭にするために誇張されている。
【００１５】
外側軸受カップ２４からの材料を用いてリップ２６を形成するプロセスを外側軸受カップ２４のための材料より著しく強い、すなわちより高い降伏強さを有する。内側軸受カップ２２に対する材料を選ぶことによって助けることができる。内側軸受カップ２２と外側軸受カップ２４に対して強さの著しい差を与える材料の例が高炭素鋼と低炭素鋼である。絞り操作のための一つの条件における代表的低炭素鋼は、２８１２ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲内の降伏強さを有する。絞り操作用に調整された高炭素鋼は、４２００ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲内の降伏強さを持っている。外側材料の方が弱いので、外側材料は、塑性的にまず降伏するであろう。さらに、しごき加工の大多数は、外側材料で起こるので、リップ２６を形成するのに用いられる材料は外側材料から来る。
【００１６】
リップ２６を形成する上述のプロセスは、また、内側軸受カップ２２の壁が薄くされていないので、しごき加工の間に内側軸受カップの長さを著しく増大させない。外側軸受カップ２４用の材料が内側軸受カップ２２を越えて著しく延性であれば、内側軸受カップ２２の長さは、パンチ２８の段３４が内側軸受カップ２２の最上部に直接接触しなくても著しく大きくならない。この場合に、パンチ２８の段３４から内側軸受カップ２２までの距離は、しごき加工ステーションにおいて、外側軸受カップ２４からの材料が内側軸受カップ２２の端の上方に突出部を形成する。
【００１７】
図６及び７は、外側軸受カップ２４からの突出部分３６が本発明による内側軸受カップ２２の最上部２２ｃより上に伸びている針状軸受カップ２０を示す断面図である。突出部分３６は、このあとの処理と使用の間、二つのカップを物理的に一つに保持するのを助ける内側軸受カップ２２と機械的に固定する。
【００１８】
二重壁カップ設計は、また、バイメタル構造を作るために二つの全く異なる材料を使用できるようにしている。代表的絞りカップ針状軸受がそれらの用途において締りばめでハウジング材料によって保持されている。ハウジング材料がカップ材料より大きい熱膨脹係数をもっているとき、問題が起る可能性がある。この場合には、動作温度が上るにつれて、カップ材料とハウジング材料の間の成長差が締りばめを失なわせることになる可能性がある。さらに、ハウジング材料が軌道面として作用するに不十分な強さのものであることが普通である。代表的な例が、アルミニュームハウジング内に用いられた鉄カップ材料であろう。
【００１９】
従って、本発明によるバイメタル構造が二重壁カップを軌道として用途に適した材料から作られた薄い内側軸受カップ22及び高温でハウジング材料に密接な関係で膨張する材料で作られた外側軸受カップ24で形成されてもよい。本発明のこの実施形態によれば、高温において外側軸受カップ24とハウジングの間の締りばめが保たれる。カップの露出した領域が腐食しないように不透鋼材料を用いることによって追加の利点を得ることができる。
【００２０】
図８は、本発明の実施形態による二重絞り針状軸受カップを形成する方法を示す流れ図である。ステップ１００において前述したように、金属薄板の第１及び第２の切片を形成ブランクに切断する。本発明の好ましい実施形態によれば、第１と第２の金属薄板は、同一の形で、同時に形成される。絞り針状軸受カップを形成するために、第１と第２の薄板金属ブランクは、弓形外側周辺を有する形になっているのが好ましい。さらに好ましいのは、第１と第２の薄板金属ブランクは円形の外側周辺をもっていることである。
【００２１】
ステップ１０１において、第１と第２の薄板金属ブランクは、第１のブランクに対応する内側軸受カップ２２と第２のブランクに対応する外側軸受カップ２４を備えている二重壁カップに成形される。ステップ１０１は、二重壁カップを形成するのに若干のステーションを取ってもよい。内側軸受カップ２２と外側軸受カップ２４は、図４に示された形になっているのが好ましい。ステップ１０１において、内側軸受カップ２２の長さと外側軸受カップ２４の長さは、予め定めた量に設定されるのが好ましい。できれば、内側軸受カップ２２の長さは外側軸受カップ２４の長さにほぼ等しいことである。
【００２２】
ステップ１０２において、軸受カップは段３４を有するパンチ２８で形成される。パンチ２８の段３４は、さらに伸びるのを防ぐために内側軸受カップ２２の最上部２２ｃに接触する。内側軸受カップ２２の内面は転動要素の軌道になる。
他方では、パンチ２８の段３４は、リップ２６が延性伸長によって形成されるような外側軸受カップ２４の最上部に接触しない。
【００２３】
ステップ１０３において、転動要素などの内部構成要素が内側軸受カップ２２の内部に取付けられる。本発明の一つの実施形態によれば、転動部は、針状ころである。内部構成要素はまた転動要素を保持して案内する保持器、又はもっと特殊化された目的のための一つ以上の座金若しくはリングを備えていてもよい。ステップ１０４において、リップ２６は、内部構成要素を保持するように折り曲げられて、針状軸受カップ２０の形成を完了する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （従来技術）従来の絞り針状軸受カップの断面図、
【図２】  （従来技術）最終組立ての間内部構成要素を保持するために折り曲げられたリップを有する従来の針状軸受カップの断面図、
【図３】  本発明の一つの実施形態による内側軸受カップと外側軸受カップから形成された半仕上げ針状軸受カップの断面図、
【図４】  本発明の一つの実施形態による小直径部分と大直径部分を有するパンチに被せて置かれた半仕上げ針状軸受カップの断面図、
【図５】  本発明の一つの実施形態による外側軸受カップが伸ばされながら内側軸受カップが長くならないようにするパンチの断面図、
【図６】  本発明の一つの実施形態による突出部分を備える針状軸受カップの断面図、
【図７】  図６の突出部分の拡大断面図、及び
【図８】  本発明の一つの実施形態による二重絞り針状軸受カップの形成の流れ図である。
【符号の説明】
２０      軸受カップ
２２      内側軸受カップ
２４      外側軸受カップ
２６      リップ
２８      パンチ
【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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