(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材鋼板から環状ブランクを打ち抜くブランキング工程と、打ち抜かれたブランクの中間環状部をハット形断面に成形するハット形断面成形工程と、ブランクの内外周両側に環状の折り曲げ段差を成形する折り曲げ工程と、この各折り曲げ段差の外側を折り返す折り返し工程と、前記中間環状部に、針状ころを収納する複数のポケットを円周方向に等間隔で打ち抜くポケット打ち抜き工程とを有し、前記ハット形断面成形工程を、ハット形断面の断面中心線に沿う断面長さを製品寸法よりも長く成形する予備成形と、前記ハット形断面を製品寸法に等しく成形する仕上げ成形とに分けたスラスト針状ころ軸受用保持器の製造方法において、前記ハット形断面成形工程でハット形断面を予備成形する手段を、前記打ち抜かれたブランクを、前記製品のハット形断面の屈曲コーナ部の断面曲率半径よりも大きい肩半径で一方向に絞って、環状の折り曲げ段差を成形し、この折り曲げ段差の内周側または外周側に、前記絞り方向と逆方向に、同じく製品の断面曲率半径よりも大きい肩半径で逆絞りし、前記折り曲げ段差と逆向きの環状の折り曲げ段差を成形して、この２つの折り曲げ段差でハット形断面を、前記屈曲コーナ部の断面曲率半径が製品寸法よりも大きくなるように予備成形するものとし、前記仕上げ成形を前記折り曲げ工程以降に行い、前記屈曲コーナ部の最小板厚を素材板厚の７５％以上としたことを特徴とするスラスト針状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、スラスト針状ころ軸受に用いられる薄鋼板製の保持器と、その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スラスト針状ころ軸受には、材料費の低減と軽量化を目的として、薄鋼板をプレス加工で一体成形した保持器を用いたものがある。
【０００３】
この種のスラスト針状ころ軸受は、本発明の実施形態である図１に示すように、環状の薄鋼板ブランクの内外周に折り曲げ折り返しで形成された鍔２、３が設けられ、これらの鍔２、３の間の中間環状部にハット形断面４が形成され、この中間環状部に、円周方向に等間隔で複数のポケット５が設けられた保持器１を用い、針状ころ６を各ポケット５に収納して、ポケット５の半径方向縁と、前記ハット形断面４の円周方向縁で針状ころ６を保持したものである。
【０００４】
前記従来の薄鋼板製の保持器は、図５に示すような工程で製造されている。すなわち、薄鋼板から環状のブランク２１を打ち抜き（ａ）、このブランク２１の中間環状部を、製品寸法よりわずかに高く、断面長さが長いハット形断面２２’に絞り加工で粗成形し（ｂ）、ブランク２１の内外周両側に環状の折り曲げ段差２３、２４を絞り加工で成形するとともに、前記ハット形断面２２’の幅と高さを製品寸法に等しく仕上げ成形し（ｃ）、各折り曲げ段差２３、２４の外側を折り返して内外周の鍔２５、２６を成形し（ｄ）、最後に、図５（ｅ）に拡大して示すように、ハット形断面２２を仕上げ成形した中間環状部に、ポケット２７を円周方向に等間隔で打ち抜いている。なお、図５（ｃ）に示したハット形断面２２の仕上げ成形のあとには、通常、薄鋼板の面内異方性に起因して絞り加工で生じるブランク２１内外周縁の不揃いを揃えるため、内外径の仕上げ打ち抜きが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のスラスト針状ころ軸受用保持器は、環状の薄鋼板ブランクを絞り加工して、中間環状部のハット形断面と、その内外周両側の環状折り曲げ段差を成形しているため、ブランクの内周側では伸びフランジ変形が、外周側では絞り変形が生じ、これらの塑性変形に伴って半径方向の引張応力が発生する。特に、前記ハット形断面の屈曲コーナ部では、曲げ変形も加わるため、この引張曲げ変形によって、図５（ｅ）に示したように、屈曲コーナ部の板厚が著しく減少し、保持器の剛性と強度が低下する問題がある。この屈曲コーナ部の板厚減少は、ハット形断面の絞り高さが高い保持器ほど大きくなる。
【０００６】
前述したように、従来は前記ハット形断面を成形する際に、ハット形断面の幅と高さに余裕代を持たせて粗成形し、後の折り曲げ段差を絞り加工するときに発生する前記半径方向の引張応力を緩和するようにしているが、前記屈曲コーナ部の最小板厚は、素材板厚の７０％を確保するのが精一杯である。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、屈曲コーナ部での板厚減少を少なくして、高い剛性と強度を確保できるスラスト針状ころ軸受用保持器と、その製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、環状の鋼板を素材として、その内外周に折り曲げ折り返しで形成された鍔が設けられ、これらの鍔の間の中間環状部がハット形断面に形成され、この中間環状部に針状ころを収納する複数のポケットが円周方向に等間隔で設けられ、このポケットの半径方向縁と、前記ハット形断面の円周方向縁で針状ころを保持するスラスト針状ころ軸受用保持器において、前記ハット形断面の屈曲コーナ部の最小板厚を素材板厚の７５％以上、好ましくは８５％以上とした構成を採用したのである。
【０００９】
すなわち、前記屈曲コーナ部の最小板厚を素材板厚の７５％以上、好ましくは８５％以上とすることにより、強度部品として最も弱い屈曲コーナ部の強度を高め、長寿命の保持器を提供できるようにしたのである。
【００１０】
前記折り曲げ折り返しで形成された内外周の鍔の少なくともいずれか一方を、折り返しを重ね合わせて形成することにより、保持器の剛性をより高めることができる。
【００１１】
前記保持器をころ案内型のものとして、保持器のポケットと針状ころとの軸方向隙間を、針状ころが転動案内される軌道輪と保持器との隙間よりも小さくすることにより、保持器の円周方向のがたを少なくし、スラスト針状ころ軸受使用時に発生する音を低減することができる。
【００１２】
また、この発明は、素材鋼板から環状ブランクを打ち抜くブランキング工程と、打ち抜かれたブランクの中間環状部をハット形断面に成形するハット形断面成形工程と、ブランクの内外周両側に環状の折り曲げ段差を成形する折り曲げ工程と、この各折り曲げ段差の外側を折り返す折り返し工程と、前記中間環状部に、針状ころを収納する複数のポケットを円周方向に等間隔で打ち抜くポケット打ち抜き工程とを有するスラスト針状ころ軸受用保持器の製造方法において、前記ハット形断面成形工程を、ハット形断面の断面長さと屈曲コーナ部の断面曲率半径を製品寸法よりも大きく成形する予備成形と、前記断面長さと断面曲率半径を製品寸法に等しく成形する仕上げ成形とに分け、この仕上げ成形を前記折り曲げ工程以降に行い、前記屈曲コーナ部の最小板厚を素材板厚の７５％以上、好ましくは８５％以上とする方法を採用したのである。
【００１３】
すなわち、前記ハット形断面を成形する際に、ハット形断面の屈曲コーナ部の断面曲率半径を製品寸法よりも大きく予備成形することにより、この予備成形に伴う材料流れが屈曲コーナ部で拘束されるのを緩和するとともに、屈曲コーナ部での曲げ変形を緩和し、前記引張曲げ変形による板厚減少が屈曲コーナ部に集中するのを防止し、さらに、予備成形でハット形断面の断面長さと屈曲コーナ部の断面曲率半径を製品寸法よりも大きく成形し、これらを製品寸法に等しく成形する仕上げ成形を前記折り曲げ工程以降に行うことにより、折り曲げ工程で環状の折り曲げ段差を絞り加工するときに発生する前記半径方向の引張応力を低減するとともに、この引張応力の屈曲コーナ部への集中を避け、屈曲コーナ部での最小板厚を素材板厚の７５％以上に確保できるようにしたのである。
【００１４】
前記ハット形断面を予備成形する手段としては、前記打ち抜かれたブランクを、前記製品のハット形断面屈曲コーナ部の断面曲率半径よりも大きい肩半径で一方向に絞って、環状の折り曲げ段差を成形し、この折り曲げ段差の内周側または外周側に、前記絞り方向と逆方向に、同じく製品の断面曲率半径よりも大きい肩半径で逆絞りし、前記折り曲げ段差と逆向きの環状の折り曲げ段差を成形して、この２つの折り曲げ段差でハット形断面を予備成形する方法を採用することができる。
【００１５】
前記ブランキング工程で打ち抜くブランクの内径を、製品の内径寸法を確保できる範囲内の最大限界寸法に近づけることにより、前記絞り加工で生じるブランク内周側の伸びフランジ変形の変形抵抗を小さくして、半径方向の引張応力を低減し、前記屈曲コーナ部での板厚減少をより少なくすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１は、実施形態の保持器１を用いたスラスト針状ころ軸受を示す。このスラスト針状ころ軸受は、前述したように、環状の薄鋼板ブランクの内外周に折り曲げ折り返しで形成された鍔２、３が設けられ、これらの鍔２、３の間の中間環状部にハット形断面４が形成され、この中間環状部に、円周方向に等間隔で複数のポケット５が設けられた保持器１を用い、針状ころ６を各ポケット５に収納して、ポケット５の半径方向縁と、前記ハット形断面４の円周方向縁で針状ころ６を保持したものである。
【００１７】
前記保持器１は、図２に示すように、薄鋼板から環状のブランク７を打ち抜き（ａ）、このブランク７の中間環状部を、前記製品のハット形断面４の屈曲コーナ部の断面曲率半径よりも大きい肩半径の工具で絞り加工して、環状の折り曲げ段差８を成形し（ｂ）、この絞り加工で形成された折り曲げ段差８の外周側に、前記絞り方向と逆方向に、同じく製品の断面曲率半径よりも大きい肩半径の工具で、折り曲げ段差８と逆向きの環状の折り曲げ段差９を逆絞りして、２つの折り曲げ段差８、９で、その断面長さと屈曲コーナ部の断面曲率半径が製品のハット形断面４よりも大きいハット形断面４’を予備成形し（ｃ）、このハット形断面４’の内外周両側に、同じく製品の断面曲率半径よりも大きい肩半径の工具で絞り加工を施して、環状の折り曲げ段差１０、１１を予備成形し（ｄ）、前記ハット形断面４’と各折り曲げ段差１０、１１を、製品寸法に等しく仕上げ成形し（ｅ）、各折り曲げ段差１０、１１の外側を折り返して、前記内外周の鍔２、３を成形し（ｆ）、最後に、図３に拡大して示すように、ハット形断面４が成形された中間環状部にポケット５を円周方向に等間隔で打ち抜いて製造されている。
【００１８】
図２（ａ）の工程で打ち抜かれたブランク７の内径は、図２（ｂ）〜（ｄ）の工程での絞り加工で生じる伸びフランジ変形の変形抵抗を小さくするため、図５（ａ）に示したブランク２１の内径よりも大きくなっている。また、図示は省略するが、図２（ｅ）のハット形断面４と各折り曲げ段差１０、１１の仕上げ成形のあとには、内外径の仕上げ打ち抜きが行われている。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、この保持器１のハット形断面４の屈曲コーナ部は、図５（ｅ）に示した従来の保持器のように著しい板厚減少が見られず、その最小板厚は素材板厚の８５％以上になっている。また、この保持器１は、外周側の鍔３が折り返しを重ね合わせて形成され、内周側の鍔２の折り返しは隙間を空けて形成されている。この折り返しの隙間は、スラスト針状ころ軸受の内周側に通される軸等とのガイド隙間を調整するために設けられたものであり、必要に応じて外周側の鍔３に設けることもできる。
【００２０】
図３（ｂ）に示すように、前記各ポケット５は、ハット形断面４の立ち上がり部４ａが、針状ころ６に当たらないように、切り込み１２を設けられており、各切り込み１２の両側に張り出すハット形断面４の上底面４ｂと下底面４ｃで針状ころ６の胴部を抱くようになっている。
【００２１】
また、この保持器１はころ案内型のものであり、図４に示すように、スラスト針状ころ軸受の両軸端に配置された針状ころ６が転動案内される軌道輪１３、１４と保持器１との軸方向隙間１５よりも、前記ハット形断面４立ち上がり部４ａの切り込み１２の両側に張り出した上底面４ｂおよび下底面４ｃと、針状ころ６胴部との軸方向隙間１６の方が小さく形成されている。
【００２２】
上述した実施形態では、前記ハット形断面の予備成形での２つの折り曲げ段差の成形に際して、内周側の折り曲げ段差を先に成形したが、外周側の折り曲げ段差を先に成形することもできる。また、ハット形断面の内外周両側の環状折り曲げ段差についても緩やかな断面曲率に予備成形したのち、ハット形断面と同時に仕上げ成形したが、直接これらの環状折り曲げ段差を仕上げ成形し、このとき同時にハット形断面を仕上げ成形してもよい。この場合は、図２に示した工程を採用したときよりも屈曲コーナ部の最小板厚が若干薄くなるが、素材板厚の７５％以上とすることはできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明のスラスト針状ころ軸受用保持器は、環状の薄鋼板ブランクを素材として、内外周の鍔の間の中間環状部をハット形断面とし、このハット形断面の屈曲コーナ部の最小板厚を素材板厚の７５％以上、好ましくは８５％以上としたので、強度部品として最も弱い屈曲コーナ部の強度を高めて、長寿命を確保することができる。
【００２４】
また、この発明のスラスト針状ころ軸受用保持器の製造方法は、前記ハット形断面を成形する際に、ハット形断面の断面長さと屈曲コーナ部の断面曲率半径を製品寸法よりも大きく予備成形し、このハット形断面の仕上げ成形を、その内外周両側の環状折り曲げ段差の成形以降に行うようにしたので、ハット形断面の予備成形や環状折り曲げ段差の成形のための絞り加工に伴う引張曲げ変形が、屈曲コーナ部に集中するのを緩和し、屈曲コーナ部での最小板厚を素材板厚の７５％以上に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の保持器を用いたスラスト針状ころ軸受を示す平面図
【図２】ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは図１の保持器の製造工程を示す断面図
【図３】ａは図１の保持器の一部省略断面図、ｂはａの平面図
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図
【図５】ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは従来の保持器の製造工程を示す断面図
【符号の説明】
１  保持器
２、３  鍔
４、４’  ハット形断面
４ａ  立ち上がり部
４ｂ  上底面
４ｃ  下底面
５  ポケット
６  針状ころ
７  ブランク
８、９、１０、１１  折り曲げ段差
１２  切り込み
１３、１４  軌道輪
１５、１６  隙間
２１  ブランク
２２、２２’  ハット形断面
２３、２４  折り曲げ段差
２５、２６  鍔
２７  ポケット
【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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