JP2008151251A - ころ軸受用保持器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産効率が良く、多数の型番を取り扱う場合の対応性に優れ、鍔部径寸法のバラツキが抑えられ、歩留まりも良好なローリング成形によるころ軸受用保持器の製造方法を提供する。
【解決手段】筒状部の両端に内径側に延びる鍔部が形成されたころ軸受用保持器の製造方法であって、円筒状の素材１Ａを、前記筒状部の内周面に対応する内周面成形部１１ａ、前記鍔部の内側面に対応する鍔部内側面成形部１１ｂ、および前記鍔部の端面に対応する鍔部押え部１１ｃを有するマンドレル１１と、前記筒状部の外周面に対応する外周面成形部１２ａ、および前記鍔部の外側面に対応する鍔部外側面成形部１２ｂを有する成形ロール１２とで内外から挟み付けながらローリング成形する。
【選択図】図３

Description

この発明は、ローリング成形によるころ軸受用保持器の製造方法に関する。

ころ軸受用保持器として、断面形状をＭ形に成形した保持器、いわゆるＭ形保持器が用いられている。この種のＭ形保持器をローリング成形する方法として、特許文献１，２に記載の方法が知られている。
特開２０００−２０５２７３号公報 特開２００５−３２５８９５号公報

円筒状素材をローリング成形中、素材には径方向の体積流動と軸方向の体積流動とが発生する。ここで言う径方向および軸方向は、元の円筒状態における方向のことであり、成形により素材が変形するため、実際に径方向や軸方向であるとは限らない。特許文献１の方法は、円筒状素材の両端面を両側から軸方向に押圧することにより、径方向の体積流動を拘束した状態で、円筒状素材の軸方向中間部を台形溝状に成形するものである。その後、円筒状素材の両端を内径側に曲げて鍔部を成形する。対して、特許文献２の方法は、径方向および軸方向のいずれについても体積流動を拘束せずに、一度の工程で目的の形状に成形するものである。

特許文献１のように径方向の体積流動を拘束するローリング成形の方法は、上述したように複数の工程を要するため、生産効率が悪い。

特許文献２のように径方向および軸方向の体積流動を拘束しないローリング成形の方法は、径方向および軸方向の体積流動量が製品の形状によって決まり、体積流動をコントロールすることが難しい。つまり、製品寸法により素材寸法が決まるため、型番、サイズ等が異なる毎に素材径、素材板厚、素材幅が異なる。したがって、多数の型番を取り扱う場合、型番数と同等の円筒状素材の種類を揃える必要がある。このことにより、素材加工の工数が多く、かつ管理が煩雑となり、型番数を増やすことのネックとなっている。
また、軸方向への体積流動を拘束しない場合、成形品の鍔部内径寸法のバラツキが大きいため、バラツキ分の取り代を設け、後でこの取り代を切削等により除去する必要がある。このことは、歩留まりの悪化、生産性の低下につながる。

この発明の目的は、生産効率が良く、多数の型番を取り扱う場合の対応性に優れ、鍔部径寸法のバラツキが抑えられ、歩留まりも良好なローリング成形によるころ軸受用保持器の製造方法を提供することである。

この発明にかかるころ軸受用保持器の製造方法は、筒状部の両端に内径側に延びる鍔部が形成されたころ軸受用保持器の製造方法であって、円筒状の素材を、前記筒状部の内周面に対応する内周面成形部、前記鍔部の内側面に対応する鍔部内側面成形部、および前記鍔部の端面に対応する鍔部押え部を有するマンドレルと、前記筒状部の外周面に対応する外周面成形部、および前記鍔部の外側面に対応する鍔部外側面成形部を有する成形ロールとで内外から挟み付けながらローリング成形し、このローリング成形の過程における素材の端部が鍔状に成形された後の過程で、鍔状に成形された素材の端部を、前記マンドレルの鍔部内側面成形部と前記成形ロールの鍔部外側面成形部とで挟み、かつ前記マンドレルの鍔部押え部を素材の端面に当接させて拘束することを特徴とする。

この構成によると、円筒状の素材を、マンドレルと成形ロールとで内外から挟み付けながらローリング成形して、保持器のおおよその形に成形する。素材の形状および肉厚が変化する際、径方向および軸方向に体積流動が発生する。前述したように、径方向および軸方向は、元の円筒状態における方向のことである。径方向の体積流動は素材径の変化を、軸方向の体積流動は素材鍔部径の変化をもたらす。素材の端部が鍔状に成形された後の過程で、この鍔状に成形された素材の端部を、マンドレルの鍔部内側面成形部、成形ロールの鍔部外側面成形部、およびマンドレルの鍔部押え部で拘束することにより、軸方向の体積流動が抑えられ、それ以降は径方向の体積流動が主になる。このため、素材全体に肉回りが行われ、素材の各部を所定の径および肉厚にすることができる。また、鍔部押え部が軸方向の体積流動を阻止するため、鍔部径寸法のバラツキを抑えることができる。

この発明において、前記保持器は、前記筒状部の周方向複数箇所にころ保持用のポケットを有し、各ポケット間の柱部が、両端の外径側部位とこれらの外径側部から内径側へ斜めに続く傾斜部と、中央の内径側部とでなる台形状に形成され、前記ポケットに挿入されるころの軸心に対して外径側に前記外径側部が位置し、内径側に前記内径側部が位置するものであってもよい。その場合、前記マンドレルの内周面成形部は、前記柱部の外径側部の内周面に対応する外径側部内周面成形部、同傾斜部の内周面に対応する傾斜部内周面成形部、および同内径側部の内周面に対応する内径側部内周面成形部を有し、前記成形ロールの外周面成形部は、前記柱部の外径側部の外周面に対応する外径側部外周面成形部、同傾斜部の外周面に対応する傾斜部外周面成形部、および同内径側部の外周面に対応する内径側部外周面成形部を有するものとする。

この発明のころ軸受用保持器の製造方法は、筒状部の両端に内径側に延びる鍔部が形成されたころ軸受用保持器の製造方法であって、円筒状の素材を、前記筒状部の内周面に対応する内周面成形部、前記鍔部の内側面に対応する鍔部内側面成形部、および前記鍔部の端面に対応する鍔部押え部を有するマンドレルと、前記筒状部の外周面に対応する外周面成形部、および前記鍔部の外側面に対応する鍔部外側面成形部を有する成形ロールとで内外から挟み付けながらローリング成形し、このローリング成形の過程における素材の端部が鍔状に成形された後の過程で、鍔状に成形された素材の端部を、前記マンドレルの鍔部内側面成形部と前記成形ロールの鍔部外側面成形部とで挟み、かつ前記マンドレルの鍔部押え部を素材の端面に当接させて拘束することにより、生産効率が良く、多数の型番を取り扱う場合の対応性に優れ、鍔部径寸法のバラツキが抑えられ、歩留まりも良好になる。

この発明の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。このころ軸受用保持器の製造方法は、ローリング成形により図１に示す円筒状素材１Ａを図２に示すＭ型保持器１に製造する製造方法である。完成品となるＭ型保持器１は、筒状部２の両端に内向きの鍔部３を有する円筒状に形成され、筒状部２の周方向複数箇所にポケット４を有している。ポケット４は多数設けられるが、図２ではその一部のみを図示し、他は省略してある。各ポケット４間の柱部５は、両端の外径側部５ａとこれら外径側部５ａから内径側へ斜めに続く傾斜部５ｃと、中央の内径側部５ｂとでなる台形状に屈曲され、保持器全体の断面形状が略Ｍ形とされている。柱部５の外径側部５ａは、ポケット４に挿入されるころ６の中心（ピッチ円中心ＰＣＤ）に対して外径側に位置し、内径側部５ｂの外径側部５ａおよび内径側部５ｂには、ころ保持爪７，８が各々突出している。なお、ころ保持爪７，８は省略してもよい。

図３は、この保持器の製造方法によるローリング成形の過程の各段階を示す。ローリング成形には、マンドレル１１および成形ロール１２を用いる。
マンドレル１１は、軸心Ｏ１回りに回転自在な回転体で、保持器筒状部２の内周面に対応する内周面成形部１１ａ、保持器鍔部３の内側面に対応する鍔部内側面成形部１１ｂ、および保持器鍔部３の端面に対応する鍔部押え部１１ｃを有する。さらに詳しくは、内周面成形部１１ａは、柱部５の外径側部５ａの内周面に対応する外径側部内周面成形部１１ａａ、同傾斜部５ｃの内周面に対応する傾斜部内周面成形部１１ａｃ、および同内径側部５ｂの内周面に対応する内径側部内周面成形部１１ａｂとでなる。このマンドレル１１は、成形ロール１２の回転に伴い共回りするようになっている。なお、鍔部押え部１１ｃはマンドレル１１と別体としてもよい。
成形ロール１２は、軸心Ｏ２回りに回転自在な回転体で、保持器筒状部２の外周面に対応する外周面成形部１２ａ、および保持器鍔部３の外側面に対応する鍔部外側面成形部１２ｂを有する。さらに詳しくは、外周面成形部１２ａは、柱部５の外径側部５ａの外周面に対応する外径側部外周面成形部１２ａａ、同傾斜部５ｃの外周面に対応する傾斜部外周面成形部１２ａｃ、および同内径側部５ｂの外周面に対応する内径側部外周面成形部１２ａｂとでなる。この成形ロール１２は、回転駆動手段（図示せず）に連結されていて、回転駆動される。また、成形ロール１２は、マンドレル１１との距離が変更可能とされている。

図３（Ａ）はローリング成形の準備が整った状態で、マンドレル１１の外周に円筒状の素材１Ａが配置され、この素材１Ａの周方向一部分がマンドレル１１と成形ロール１２との間に挟まれている。素材１Ａは、鋼管等の金属管を切断したもの、または鋼板等の金属板を円筒状に丸めて両端を溶接したもの等である。
図３（Ｂ）に示すように、図３（Ａ）の状態から成形ロール１２を回転駆動し、それをマンドレル１１の側に押し付けることにより、素材１Ａが、マンドレル１１と成形ロール１２とで挟み付けられながらローリング成形され、内周面成形部１１ａと外周面成形部１２ａとの間で筒状部となる部分２Ａのおおよその形が成形されると共に、鍔部内側面成形部１１ｂと鍔部外側面成形部１２ｂとの間で鍔部となる部分３Ａのおおよその形が成形される。このとき、素材１Ａには、径方向および軸方向の体積流動が発生する。径方向の体積流動を図４に矢印で示し、軸方向の体積流動を図５に矢印で示す。

図３（Ｃ）のように、ローリング成形が進むと、素材１Ａの端部すなわち鍔部となる部分３Ａを、マンドレル１１の鍔部内側面成形部１１ｂと成形ロール１２の鍔部外側面成形部１２ｂとで挟み付け、かつマンドレル１１の鍔部押え部１１ｃが鍔部となる部分３Ａの端面に当接する。このように鍔部となる部分３Ａを拘束することにより、素材１Ａの軸方向の体積流動が抑えられ、それ以降は径方向の体積流動が主となる。このため、鍔部となる部分３Ａおよび筒状部となる部分２Ａへの肉回りが十分に行われ、所定の径および肉厚を得ることができる。また、鍔部押え部１１ｃが軸方向の体積流動を阻止することで、鍔部となる部分３Ａを所定の内径寸法にすることができる。

図３（Ｄ）はローリング成形が終了した状態を示す。上記したようにローリング成形過程の途中から素材１Ａの鍔部となる部分３Ａを拘束することにより、径方向および軸方向の体積流動を最適にコントロールすることができるようになり、素材の径および肉厚に頼らずに所定の寸法を得ることができる。このローリング成形は一度の工程で行えるので、生産効率が良い。また、鍔部３の内径寸法にバラツキがほとんど無いため、後工程での鍔部内径の加工が不要であるか、または最小限に止めることができる。その後、ポケット４を形成して保持器１が完成となる。

上記実施形態では、円筒状素材１Ａを寸胴状のものとしたが、図６のように鍔部となる部分３Ｂが予め成形されている円筒状素材１Ｂ、あるいは図７にように筒状部となる部分２Ｃの中央部が予め台形状に成形されている円筒状素材１Ｃとしてもよい。図６の円筒状素材１Ｂの場合、ローリング成形により中央部を台形状に成形して筒状部とする。また、図７の円筒状素材１Ｃの場合、ローリング成形により端部に鍔部を成形する。いずれの場合も、鍔状に成形された素材の端部を拘束することにより、素材全体に肉回りが行われ、素材の各部を所定の径および肉厚にすることができると共に、鍔部径寸法のバラツキを抑えることができる。

円筒状素材の断面図である。 （Ａ）はころ軸受用保持器の断面図、（Ｂ）はIIＢ−IIＢ断面図である。 この発明にかかるころ軸受用保持器の製造方法の各段階を示す説明図である。 径方向の体積流動を示す説明図である。 軸方向の体積流動を示す説明図である。 異なる円筒状素材の断面図である。 さらに異なる円筒状素材の断面図である。

符号の説明

１…保持器
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…素材
２…筒状部
２Ａ…素材の筒状部となる部分
３…鍔部
３Ａ…素材の鍔部となる部分
４…ポケット
５…柱部
７…ころ
１１…マンドレル
１１ａ…内周面成形部
１１ａａ…外径側部内周面成形部
１１ａｂ…内径側部内周面成形部
１１ａｃ…傾斜部内周面成形部
１１ｂ…鍔部内側面成形部
１１ｃ…鍔部押え部
１２…成形ロール
１２ａ…外周面成形部
１２ａａ…外径側部外周面成形部
１２ａｂ…内径側部外周面成形部
１２ａｃ…傾斜部外周面成形部
１２ｂ…鍔部外側面成形部

Claims (2)

1. 筒状部の両端に内径側に延びる鍔部が形成されたころ軸受用保持器の製造方法であって、円筒状の素材を、前記筒状部の内周面に対応する内周面成形部、前記鍔部の内側面に対応する鍔部内側面成形部、および前記鍔部の端面に対応する鍔部押え部を有するマンドレルと、前記筒状部の外周面に対応する外周面成形部、および前記鍔部の外側面に対応する鍔部外側面成形部を有する成形ロールとで内外から挟み付けながらローリング成形し、このローリング成形の過程における素材の端部が鍔状に成形された後の過程で、鍔状に成形された素材の端部を、前記マンドレルの鍔部内側面成形部と前記成形ロールの鍔部外側面成形部とで挟み、かつ前記マンドレルの鍔部押え部を素材の端面に当接させて拘束することを特徴とするころ軸受用保持器の製造方法。
2. 請求項１において、前記保持器は、前記筒状部の周方向複数箇所にころ保持用のポケットを有し、各ポケット間の柱部が、両端の外径側部位とこれらの外径側部から内径側へ斜めに続く傾斜部と、中央の内径側部とでなる台形状に形成され、前記ポケットに挿入されるころの軸心に対して外径側に前記外径側部が位置し、内径側に前記内径側部が位置するものであり、
   前記マンドレルの内周面成形部は、前記柱部の外径側部の内周面に対応する外径側部内周面成形部、同傾斜部の内周面に対応する傾斜部内周面成形部、および同内径側部の内周面に対応する内径側部内周面成形部を有し、
   前記成形ロールの外周面成形部は、前記柱部の外径側部の外周面に対応する外径側部外周面成形部、同傾斜部の外周面に対応する傾斜部外周面成形部、および同内径側部の外周面に対応する内径側部外周面成形部を有するころ軸受用保持器の製造方法。

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