JP2019094969A - ころ軸受用保持器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】金型が不要であり、少量生産品に対しても製造コストを低減することができるころ軸受用保持器の製造方法を提供する。【解決手段】このころ軸受用保持器の製造方法は、素材となる一枚の円板状素材の外径部をへら絞り加工により円すい形状に成形して円すい台形素材Twとするへら絞り過程と、円すい台形素材Twの円すい形状部Twaの周方向複数箇所にころを収容するポケットをレーザ加工または削り加工により加工するポケット形成過程と、円すい台形素材Twの中央の底板部8に、レーザ加工または削り加工により軸挿通孔を加工する軸挿通孔加工過程とを含む。へら絞り過程は、円板状素材に対し、この円板状素材の軸心回りに相対回転するローラ10を接触させて円すい形状部Twaを成形する過程を含む。【選択図】図5
Description
この発明は、ころ軸受用保持器の製造方法に関し、例えば、風車の増速機または発電機等に使用される大型円すいころ軸受、または射出成型機等に使用される大型スラスト自動調心ころ軸受の保持器の製造方法に関する。
風車等に使用される大型円すいころ軸受、または射出成型機等に使用される大型スラスト自動調心ころ軸受の保持器は、鉄板に対し、ころを等間隔に配置するためのポケットを複数有している。保持器の製造においては、プレス加工もしくは削り加工が一般的である。プレス加工で高精度に保持器を製造するためには、保持器の形状に合わせた金型が必要である。
保持器をプレス加工で製造する場合、金型費用を償却する際、大量生産品であれば保持器1個当たりの償却費用を低くできるが、少量生産品では製造原価が高くなる。
保持器を削り加工で製造する場合、金型が不要であるが、製品1個に対し大量の材料が必要であり、また廃材も多くなることから製造原価が高くなる。
保持器を削り加工で製造する場合、金型が不要であるが、製品1個に対し大量の材料が必要であり、また廃材も多くなることから製造原価が高くなる。
そこで、従来技術1では低コストの保持器の製造方法として、特殊な保持器形状を採用している(特許文献1)。従来技術2ではプレス加工ではなくスピニング加工を用いることで、一定厚さの材料から様々な厚さの保持器を製造することで、材料費用を低減させている(特許文献2)。
しかし、特許文献1では、保持器形状が特殊であるため、製造工程が複雑化し、加工工数が大きくなる結果、製造コストが高くなる場合が考えられる。
特許文献2では、スピニング加工に用いるマンドレル(雄金型)を保持器サイズ毎に準備しなければならず、少量生産品に対して製造原価が高くなる場合がある。
特許文献2では、スピニング加工に用いるマンドレル(雄金型)を保持器サイズ毎に準備しなければならず、少量生産品に対して製造原価が高くなる場合がある。
この発明の目的は、金型が不要であり、少量生産品に対しても製造コストを低減することができるころ軸受用保持器の製造方法を提供することである。
この発明のころ軸受用保持器の製造方法は、素材となる一枚の円板状素材の外径部をへら絞り加工により円すい形状に成形して円すい台形素材とするへら絞り過程と、
前記円すい台形素材の円すい形状部の周方向複数箇所にころを収容するポケットをレーザ加工または削り加工により加工するポケット形成過程と、
前記円すい台形素材の中央の底板部に、レーザ加工または削り加工により軸挿通孔を加工する軸挿通孔加工過程と、を含む。
前記円すい台形素材の円すい形状部の周方向複数箇所にころを収容するポケットをレーザ加工または削り加工により加工するポケット形成過程と、
前記円すい台形素材の中央の底板部に、レーザ加工または削り加工により軸挿通孔を加工する軸挿通孔加工過程と、を含む。
この構成によると、へら絞り過程では、一枚の円板状素材の外径部をへら絞り加工により円すい形状に成形して円すい台形素材とする。ポケット形成過程では、円すい台形素材の円すい形状部の周方向複数箇所にころを収容するポケットをレーザ加工または削り加工により加工する。軸挿通孔加工過程では、円すい台形素材の中央の底板部に、レーザ加工または削り加工により軸挿通孔を加工する。
このように、へら絞り加工と、レーザ加工または削り加工とを採用することで、金型を用いずにころ軸受用保持器を製造することができるうえ、使用する原材料の量をプレス加工と同等とすることが可能となる。これにより、少量生産品に対しても製造コストを低減することができる。
このように、へら絞り加工と、レーザ加工または削り加工とを採用することで、金型を用いずにころ軸受用保持器を製造することができるうえ、使用する原材料の量をプレス加工と同等とすることが可能となる。これにより、少量生産品に対しても製造コストを低減することができる。
前記へら絞り過程は、前記円板状素材に対し、この円板状素材の軸心回りに相対回転するローラを接触させて前記円すい形状部を成形する過程を含み、前記軸心と前記ローラ間の径方向の距離、および前記ローラの前記円板状素材に対する傾斜角度を可変としてもよい。この場合、種々の保持器の形状を成形することができる。したがって、種々の形状の保持器に対し、前記へら絞り過程を実施するへら絞り機を兼用することができ、製造コストをさらに低減することができる。
前記へら絞り過程では、前記ローラの前記円板状素材に対する傾斜角度を段階的に変化させて所望の前記円すい台形素材としてもよい。この場合、スプリングバックが減少し、保持器の寸法精度を向上することができる。
前記へら絞り過程では、前記ローラを二つ以上使用してもよい。この場合、円すい台形素材を全周に渡って均一に成形することができ、保持器の寸法精度の向上を図れる。
この発明のころ軸受用保持器の製造方法は、素材となる一枚の円板状素材の外径部をへら絞り加工により円すい形状に成形して円すい台形素材とするへら絞り過程と、前記円すい台形素材の円すい形状部の周方向複数箇所にころを収容するポケットをレーザ加工または削り加工により加工するポケット形成過程と、前記円すい台形素材の中央の底板部に、レーザ加工または削り加工により軸挿通孔を加工する軸挿通孔加工過程と、を含む。このため、金型が不要であり、少量生産品に対しても製造コストを低減することができる。
この発明の実施形態を図1ないし図7と共に説明する。
この実施形態に係るころ軸受用保持器は、例えば、風車の増速機または発電機等に使用される円すいころ軸受に適用される。
<円すいころ軸受の構成>
図1に示すように、円すいころ軸受は、内輪1と、外輪2と、これらこれら内外輪1,2間に介在する複数の円すいころ3と、これら円すいころ3を保持する保持器Rtとを備える。内輪1の外周に内輪軌道面1aが形成され、この内輪軌道面1aの大径側および小径側には、大つば4および小つば5がそれぞれ設けられている。外輪2は、内周に前記内輪軌道面1aに対向する外輪軌道面2aが形成され、つば無しとされている。円すいころ3は、外周が転動面として形成され、内輪軌道面1aと外輪軌道面2aとの間で転動自在である。各円すいころ3は、保持器Rtのポケット6に収容され、円周方向に所定の間隔を隔てて保持されている。
この実施形態に係るころ軸受用保持器は、例えば、風車の増速機または発電機等に使用される円すいころ軸受に適用される。
<円すいころ軸受の構成>
図1に示すように、円すいころ軸受は、内輪1と、外輪2と、これらこれら内外輪1,2間に介在する複数の円すいころ3と、これら円すいころ3を保持する保持器Rtとを備える。内輪1の外周に内輪軌道面1aが形成され、この内輪軌道面1aの大径側および小径側には、大つば4および小つば5がそれぞれ設けられている。外輪2は、内周に前記内輪軌道面1aに対向する外輪軌道面2aが形成され、つば無しとされている。円すいころ3は、外周が転動面として形成され、内輪軌道面1aと外輪軌道面2aとの間で転動自在である。各円すいころ3は、保持器Rtのポケット6に収容され、円周方向に所定の間隔を隔てて保持されている。
図2に示すように、保持器Rtは、鋼材等の素材から円すい形状に形成されている。この保持器Rtは、円すい形状部7と、この円すい形状部7の小径部分に一体に繋がる底板部8とを有する。円すい形状部7の周方向複数箇所に、円すいころ3(図1)を保持するポケット6が設けられている。円すい形状部7のうち、隣り合うポケット6間に柱部7aが設けられている。底板部8には、軸挿通孔8a(図1)が形成されている。
<へら絞り機の構成について>
図3は、このころ軸受用保持器の製造方法において用いられるへら絞り機9の構成を示す図である。
へら絞り機9は、複数(この例では二つ)のローラ10、素材となる一枚の円板状素材Wを載置支持する円筒部11、およびこの円筒部11に円板状素材Wを固定する複数のボルト12を備える。円板状素材Wは、円筒部11に同心に固定されている。
図3は、このころ軸受用保持器の製造方法において用いられるへら絞り機9の構成を示す図である。
へら絞り機9は、複数(この例では二つ)のローラ10、素材となる一枚の円板状素材Wを載置支持する円筒部11、およびこの円筒部11に円板状素材Wを固定する複数のボルト12を備える。円板状素材Wは、円筒部11に同心に固定されている。
円板状素材Wの中央の底板部8には、複数のボルト12を挿通する貫通孔8bが形成され、円筒部11の軸方向上端部に、複数のボルト12を螺合する雌ねじが形成されている。円板状素材Wを円筒部11の軸方向上端部に載置支持し、前記雌ねじと前記貫通孔8bの位相を合わせ、複数のボルト12を円板状素材Wの前記貫通孔8bから前記雌ねじに螺着する。これにより、円板状素材Wは、円筒部11に同心に固定される。円板状素材Wと円筒部11を固定する方法は、前記ボルト12での締結の他、ビス締結等でもよい。なお固定後の円板状素材Wと円筒部11の中心軸を軸Kとする。
複数のローラ10は、円板状素材Wよりも上方位置で円周等配に配置され、円板状素材Wに対し、軸方向すなわち上下に当接離隔可能に構成されている。複数のローラ10は、円板状素材Wに対し、この円板状素材Wの軸心回りに相対回転する。また各ローラ10が円板状素材Wに接触する際、各ローラ10は同円板状素材Wとの摩擦力により、各ローラ10の軸心回りに自転するように構成されている。軸(軸心)Kとローラ10間の径方向の距離L、ローラ10の円板状素材Wに対する傾斜角度α、およびローラ10の円板状素材Wに対する押し込み量h(図5)を可変としている。
<ころ軸受用保持器の製造方法>
図4に示すように、このころ軸受用保持器の製造方法は、へら絞り過程S1と、ポケット形成過程S2と、軸挿通孔加工過程S3とを含む。なお、この図4の例では、ポケット形成過程S2の後軸挿通孔加工過程S3を行っているが、ポケット形成過程S2と軸挿通孔加工過程S3とを同時に行ってもよいし、軸挿通孔加工過程s3の後ポケット形成過程S2を行ってもよい。
図4に示すように、このころ軸受用保持器の製造方法は、へら絞り過程S1と、ポケット形成過程S2と、軸挿通孔加工過程S3とを含む。なお、この図4の例では、ポケット形成過程S2の後軸挿通孔加工過程S3を行っているが、ポケット形成過程S2と軸挿通孔加工過程S3とを同時に行ってもよいし、軸挿通孔加工過程s3の後ポケット形成過程S2を行ってもよい。
<へら絞り過程の状況>
図3に示すように円板状素材Wと円筒部11を固定後、へら絞り過程では、図5に示すように、素材となる一枚の円板状素材の外径部Wa(図3)をへら絞り加工により円すい形状に成形して円すい台形素材Twとする。このへら絞り過程では、円板状素材W(図3)に対し、この円板状素材の軸心回りに相対回転するローラ10を接触させて円すい形状部Twaを成形する。軸Kとローラ10間の径方向の距離L、ローラ10の円板状素材に対する傾斜角度α、およびローラ10の円板状素材に対する押し込み量hは、設計した保持器の形状により設定する。またへら絞り過程では、ローラ10の前記傾斜角度αを例えば二段階、三段階と段階的に変化させて所望の円すい台形素材Twとする。その後、各ボルト12を円筒部11から離脱させ、円すい台形素材Twをへら絞り機9から取り外す。
図3に示すように円板状素材Wと円筒部11を固定後、へら絞り過程では、図5に示すように、素材となる一枚の円板状素材の外径部Wa(図3)をへら絞り加工により円すい形状に成形して円すい台形素材Twとする。このへら絞り過程では、円板状素材W(図3)に対し、この円板状素材の軸心回りに相対回転するローラ10を接触させて円すい形状部Twaを成形する。軸Kとローラ10間の径方向の距離L、ローラ10の円板状素材に対する傾斜角度α、およびローラ10の円板状素材に対する押し込み量hは、設計した保持器の形状により設定する。またへら絞り過程では、ローラ10の前記傾斜角度αを例えば二段階、三段階と段階的に変化させて所望の円すい台形素材Twとする。その後、各ボルト12を円筒部11から離脱させ、円すい台形素材Twをへら絞り機9から取り外す。
<へら絞り過程後の円すい台形素材Twについて>
図6(A)は、へら絞り過程後の円すい台形素材Twの断面図であり、図6(B)は、同円すい台形素材Twの底面図である。このような円すい台形素材Twに対し、ポケット形成過程S2(図4)および軸挿通孔加工過程S3(図4)を行う。ポケット形成過程では、円すい台形素材Twの円すい形状部Twaの周方向複数箇所にころ3を収容するポケット6をレーザ加工または削り加工により加工する。軸挿通孔加工過程S3(図4)では、円すい台形素材Twの中央の底板部8に、レーザ加工または削り加工により軸挿通孔8aを加工する。
図6(A)は、へら絞り過程後の円すい台形素材Twの断面図であり、図6(B)は、同円すい台形素材Twの底面図である。このような円すい台形素材Twに対し、ポケット形成過程S2(図4)および軸挿通孔加工過程S3(図4)を行う。ポケット形成過程では、円すい台形素材Twの円すい形状部Twaの周方向複数箇所にころ3を収容するポケット6をレーザ加工または削り加工により加工する。軸挿通孔加工過程S3(図4)では、円すい台形素材Twの中央の底板部8に、レーザ加工または削り加工により軸挿通孔8aを加工する。
<ポケット形成過程および軸挿通孔加工過程後の円すい台形素材Tw>
図7(A)は、ポケット形成過程および軸挿通孔加工過程後の円すい台形素材Twの断面図であり、図7(B)は、同円すい台形素材Twの底面図である。円すい台形素材Twの円すい形状部Twaの周方向複数箇所にポケット6が形成され、円すい台形素材Twの中央の底板部8に軸挿通孔8aが形成されている。ポケット形成過程および軸挿通孔加工過程において、前記レーザ加工を適用する場合、例えば、三次元レーザ加工機等を用いてポケット6または軸挿通孔8aの切り抜き加工を行うことができる。前記レーザ加工後のレーザ加工面は、例えば、ショットプラスト等で仕上げ加工することが好ましい。
図7(A)は、ポケット形成過程および軸挿通孔加工過程後の円すい台形素材Twの断面図であり、図7(B)は、同円すい台形素材Twの底面図である。円すい台形素材Twの円すい形状部Twaの周方向複数箇所にポケット6が形成され、円すい台形素材Twの中央の底板部8に軸挿通孔8aが形成されている。ポケット形成過程および軸挿通孔加工過程において、前記レーザ加工を適用する場合、例えば、三次元レーザ加工機等を用いてポケット6または軸挿通孔8aの切り抜き加工を行うことができる。前記レーザ加工後のレーザ加工面は、例えば、ショットプラスト等で仕上げ加工することが好ましい。
<作用効果>
以上説明したころ軸受用保持器の製造方法によれば、へら絞り加工と、レーザ加工または削り加工とを採用することで、金型を用いずにころ軸受用保持器を製造することができるうえ、使用する原材料の量をプレス加工と同等とすることが可能となる。これにより、少量生産品に対しても製造コストを低減することができる。
以上説明したころ軸受用保持器の製造方法によれば、へら絞り加工と、レーザ加工または削り加工とを採用することで、金型を用いずにころ軸受用保持器を製造することができるうえ、使用する原材料の量をプレス加工と同等とすることが可能となる。これにより、少量生産品に対しても製造コストを低減することができる。
軸Kとローラ10間の径方向の距離L、およびローラ10の円板状素材Wに対する傾斜角度αを可変としたため、種々の保持器Rtの形状を成形することができる。したがって、種々の形状の保持器Rtに対し、へら絞り過程を実施するへら絞り機9を兼用することができ、製造コストをさらに低減することができる。
へら絞り過程では、ローラ10の円板状素材Wに対する傾斜角度αを段階的に変化させて所望の円すい台形素材Twとしたため、スプリングバックが減少し、保持器Rtの寸法精度を向上することができる。またへら絞り過程では、ローラ10を二つ以上使用しているため、円すい台形素材Twを全周に渡って均一に成形することができ、保持器Rtの寸法精度の向上を図れる。
<他の実施形態について>
ころ軸受用保持器の製造方法を、前述の円すいころ軸受の保持器だけでなく、例えば、射出成型機等に使用される大型スラスト自動調心ころ軸受の保持器に適用してもよい。
ころ軸受用保持器の製造方法を、前述の円すいころ軸受の保持器だけでなく、例えば、射出成型機等に使用される大型スラスト自動調心ころ軸受の保持器に適用してもよい。
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
3…ころ
6…ポケット
8…底板部
8a…軸挿通孔
10…ローラ
Tw…円すい台形素材
Twa…円すい形状部
W…円板状素材
Wa…外径部
6…ポケット
8…底板部
8a…軸挿通孔
10…ローラ
Tw…円すい台形素材
Twa…円すい形状部
W…円板状素材
Wa…外径部
Claims (4)
- 素材となる一枚の円板状素材の外径部をへら絞り加工により円すい形状に成形して円すい台形素材とするへら絞り過程と、
前記円すい台形素材の円すい形状部の周方向複数箇所にころを収容するポケットをレーザ加工または削り加工により加工するポケット形成過程と、
前記円すい台形素材の中央の底板部に、レーザ加工または削り加工により軸挿通孔を加工する軸挿通孔加工過程と、を含むころ軸受用保持器の製造方法。 - 請求項1に記載のころ軸受用保持器の製造方法において、前記へら絞り過程は、前記円板状素材に対し、この円板状素材の軸心回りに相対回転するローラを接触させて前記円すい形状部を成形する過程を含み、前記軸心と前記ローラ間の径方向の距離、および前記ローラの前記円板状素材に対する傾斜角度を可変としたころ軸受用保持器の製造方法。
- 請求項2に記載のころ軸受用保持器の製造方法において、前記へら絞り過程では、前記ローラの前記円板状素材に対する傾斜角度を段階的に変化させて所望の前記円すい台形素材とするころ軸受用保持器の製造方法。
- 請求項2または請求項3に記載のころ軸受用保持器の製造方法において、前記へら絞り過程では、前記ローラを二つ以上使用したころ軸受用保持器の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017224485A JP2019094969A (ja) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | ころ軸受用保持器の製造方法 |
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ID=66971306
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JP (1) | JP2019094969A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021117777B3 (de) | 2021-07-09 | 2022-10-06 | Hsp Schwahlen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Wälzlagerkäfigs aus einem hülsenförmigen Rohling sowie Wälzlagerkäfig |
-
2017
- 2017-11-22 JP JP2017224485A patent/JP2019094969A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021117777B3 (de) | 2021-07-09 | 2022-10-06 | Hsp Schwahlen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Wälzlagerkäfigs aus einem hülsenförmigen Rohling sowie Wälzlagerkäfig |
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