JP4225250B2 - Roller bearing roller manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受等のころ軸受を構成するころを塑性加工する為の製造方法及び製造装置の改良に関する。具体的には、面倒な段取り作業を必要とせずに、しかも素材に塑性加工を施して得られた中間素材の形状を完成品に近い形状にする事で、この中間素材に施す仕上加工による取代を少なくし、上記ころの加工コストの低減を図るものである。
本発明は、上記何れの型式のころ軸受のころも対象となるが、特に、転動面の母線形状が円弧状である、自動調心ころ軸受を構成する球面ころを造る場合に適用する事が有効である。
The present invention relates to an improvement in a manufacturing method and a manufacturing apparatus for plastic working a roller constituting a roller bearing such as a cylindrical roller bearing, a tapered roller bearing or a self-aligning roller bearing. Specifically, the intermediate material obtained by applying plastic processing to the material without the need for troublesome setup work is made close to the finished product, so that the machining allowance by finishing processing applied to this intermediate material is possible. The processing cost of the roller is reduced.
The present invention is applicable to the rollers of any of the above types of roller bearings. In particular, the present invention is applied to the case of producing a spherical roller constituting a self-aligning roller bearing in which the generatrix of the rolling surface is an arc. Is effective.
例えば重量の嵩む軸をハウジングの内側に回転自在に支承する為の軸受として自動調心ころ軸受が、例えば特許文献1〜3等多くの刊行物に記載されて従来から周知であり、又、実際に広く使用されている。このうちの特許文献1に記載された構造に就いて、図5により説明する。この特許文献1に記載された自動調心ころ軸受は、外輪1と内輪2との間に、複数の球面ころ3、3を転動自在に配列すると共に、保持器4、4によりこれら各球面ころ3、3の分離防止を図っている。上記外輪1の内周面には、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道5を形成している。又、内輪2の外周面には、それぞれの幅方向(図5の左右方向)にこの外輪軌道5と対向する、1対の内輪軌道6、6を形成している。又、上記複数の球面ころ3、3は、その最大径部が各球面ころ3、3の軸方向長さの中央部にある対称形で、上記外輪軌道5と上記1対の内輪軌道6、6との間に、2列に亙って転動自在に配列されている。
For example, self-aligning roller bearings, which are described in many publications such as Patent Documents 1 to 3, are well known as bearings for rotatably supporting a heavy shaft on the inside of a housing. Widely used. Of these, the structure described in Patent Document 1 will be described with reference to FIG. In the self-aligning roller bearing described in Patent Document 1, a plurality of
上記各球面ころ3、3の軸方向両端面には、それぞれ円形若しくは円環状の凹部7を形成し、上記保持器4、4に形成した舌片8の先端部とこの凹部7とを係合させる事で、上記各球面ころ3、3がこれら両保持器4、4のポケット9から、径方向外方に抜け出る事を防止している。又、これら両保持器4、4の大径側端縁部に設けた外向フランジ部10、10の外周縁を、それぞれ案内リング11の内周面に摺接させる事で案内している。この案内リング11は、前記2列に亙って設けられた複数の球面ころ3、3の間に、回転自在に設けられている。又、上記両保持器4、4の小径側端部に設けた内向フランジ部12、12の内周縁を、上記内輪2の端部外周面に摺接させる事で案内している。
A circular or
上述の様に構成する自動調心ころ軸受の場合には、上記外輪1と上記内輪2の中心軸とが一致している場合は勿論、不一致の場合であっても、上記各球面ころ3、3の転動面が上記外輪軌道5を倣いつつ転動する。そして、これら各球面ころ3、3の転動面とこの外輪軌道5及び上記両内輪軌道6、6との転がり接触部に、エッジロードに基づく過大な面圧が作用する事を防止する。
In the case of the self-aligning roller bearing configured as described above, each of the
上述の様に構成し作用する自動調心ころ軸受に組み込む、上記各球面ころ3、3を造る場合には、軸受鋼等の金属製で円柱状の素材に塑性加工を施す事により、凡その形状を有する中間素材とした後、この中間素材に、切削、研削等の仕上加工を施す。図6は、従来方法により、上記素材を上記中間素材とする為の塑性加工を施す状態を示している。互いに同心に配置された1対の金型13a、13bはそれぞれの対向面に、上記素材を上記球面ころ3に形成する為の形成用凹部14a、14bを設けている。これら両形成用凹部14a、14bの内面形状は、上記球面ころ3の端面形状及び外周面形状にほぼ一致する(仕上加工の取代分だけ大きい)形状としている。
When making the
上記球面ころ3を形成する際には、先ず、図6の(A)に示す様に、上述の様な1対の金型13a、13b同士の間に円柱状の素材15をセットした後、同図の(B)に示す様にこれら両金型13a、13b同士を近づけ合う。この結果、上記素材15が上記両形成用凹部14a、14bの内面形状に倣う方向に塑性変形し、中間素材16となる。そこで、上記両金型13a、13b同士を離隔させて(金型を開いて)この中間素材16を取り出し、この中間素材16に、切削加工、研削加工等の、必要な仕上加工を施す。
When forming the
ところが、上述した様な従来の製造方法の場合には、軸方向両端面の加工と外周面の加工とを同時に行なう為、細部の形状を所望通りにできない。具体的には、上記軸方向両端面に凹部7、7を形成すべく、上記素材15を軸方向に圧縮すると同時に、この素材15の直径を拡げる。この為、上記両金型13a、13b同士を近づけ合うのに伴って、上記素材15を構成する金属材料が、図6の(B)に矢印α、αで示す様に、径方向と軸方向とに傾斜した方向に流れる。この結果、上記素材15を塑性変形させ切って上記中間素材16とした状態で、この中間素材16の両端面径方向中間部で上記両凹部7、7の周囲部分に、この中間素材16の両端面外径寄り部分からこれら両凹部7、7の底面に向かう方向に傾斜した、摺鉢状の傾斜面部17、17が形成される。
However, in the case of the conventional manufacturing method as described above, the processing of the axial end faces and the processing of the outer peripheral surface are simultaneously performed, and thus the detailed shape cannot be achieved as desired. Specifically, the diameter of the
この様な傾斜面部17、17は、形状が不安定である為、そのまま残した場合には、保持器4の舌片8(図5参照)との係合が不確実になり、この保持器4のポケット9(図5参照)からの上記球面ころ3の脱落防止が不完全になる。又、極端な場合には、この球面ころ3の回転バランスが不良になり、高速回転時に振動を発生する原因となる可能性もある。従って、上記両傾斜面部17、17は、上記仕上加工により除去しなければならず、この仕上加工による取代が多くなる。上記両凹部7、7は、本来相手面と転がり接触も摺動もしない部分であり、あまり高度の寸法並びに形状精度を要求する部分ではなく、上記両傾斜面部17、17が形成されなければ、仕上加工を施す必要がない部分である。ところが、前述した従来の製造方法の場合には、上記両傾斜面部17、17が形成される結果、上記両凹部7、7の周縁部を含み、仕上加工で広範囲に切削加工を施す必要が生じて、この仕上加工が面倒になり、上記球面ころ3のコスト上昇の原因となる。
Since such
又、前述した従来の製造方法の場合には、図6の(A)から明らかな通り、1対の金型13a、13bの形成用凹部14a、14b同士の間に素材15を掛け渡す様にセットする際に、これら両金型13a、13bの中心軸とこの素材15の中心軸とが自動的に一致する事はない。従って、これら各部の中心軸を互いに一致させる作業が必要になり、上記素材15を上記中間素材16とする塑性加工の為の段取りも面倒になり、やはり上記球面ころ3のコスト上昇の原因となる。
球面ころの加工方法として従来から、例えば特許文献4に記載された方法が記載されている。但し、この特許文献4に記載された方法は、球面ころの転動面と面取り部とを滑らかに連続させる為の方法であって、上述した様な原因で生じる、球面ころのコスト上昇を抑える事はできない。
Further, in the case of the above-described conventional manufacturing method, as apparent from FIG. 6A, the
Conventionally, for example, a method described in
本発明のころ軸受用ころの製造方法及び製造装置は、上述の様な事情に鑑みて、面倒な段取り作業を必要とせずに、しかも素材に塑性加工を施して得られた中間素材の形状を完成品に近い形状にする事で、この中間素材に施す仕上加工による取代を少なくし、上記ころの加工コストの低減を図るべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the roller bearing roller manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention do not require troublesome setup work, and further, the shape of the intermediate material obtained by subjecting the material to plastic working is obtained. The invention was invented in order to reduce the machining cost of the roller by reducing the machining allowance for finishing the intermediate material by making the shape close to the finished product.
本発明のころ軸受用ころの製造方法及び製造装置は、金属製で円柱状の素材を塑性変形させる事により、外周面に相手軌道面と転がり接触する転動面を、軸方向両端面に凹部を、それぞれ備えたころ軸受用ころとする為の方法及び装置である。
このうち、請求項1に記載したころ軸受用ころの製造方法は、凹部加工工程と転動面加工工程とを備える。
このうちの凹部加工工程では、軸方向に関して互いに遠近動する1対の金型に形成した各円孔部に上記素材の軸方向両端部を内嵌する事により、この素材の軸方向両端部の外径が拡がるのを阻止する。そして、この状態で、この素材の軸方向両端面に1対のパンチを、互いに近づき合う方向に押し付けて、これら軸方向両端面に上記両凹部を形成する。
又、上記転動面加工工程では、これら両凹部を形成した後、又は、これら両凹部を形成しつつ、互いに近づき合う上記両パンチにより上記素材を軸方向に圧縮してこの素材を構成する金属材料を径方向外方に流動させる。そして、この流動によりこの金属材料を、上記両金型の端部内周面に形成された、上記各円孔部と同心の転動面形成用凹部内に充填して、上記転動面となる部分を形成する。
The roller bearing roller manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention includes a metal cylindrical member that is plastically deformed so that a rolling contact surface that is in rolling contact with the mating raceway surface is formed on the outer circumferential surface, and concave portions are formed on both axial end surfaces. Is a method and an apparatus for making each a roller bearing roller.
Among these, the method for manufacturing a roller bearing roller according to claim 1 includes a recess machining step and a rolling surface machining step.
Of these, in the recess processing step, both ends of the material in the axial direction are fitted into the respective circular hole portions formed in a pair of molds that move far and away relative to each other in the axial direction. Prevents the outer diameter from expanding. In this state, a pair of punches are pressed against both axial end surfaces of the material in a direction approaching each other, thereby forming both concave portions on both axial end surfaces.
Further, in the rolling surface machining step, the metal constituting the raw material is formed by compressing the raw material in the axial direction by the punches approaching each other after forming both the concave portions or forming both the concave portions. The material is allowed to flow radially outward. And by this flow, the metal material is filled into the rolling surface forming recesses concentric with the respective circular hole portions, which are formed on the inner peripheral surfaces of the end portions of the two dies, to become the rolling surfaces. Forming part.
又、請求項3に記載した、ころ軸受用ころの製造装置は、互いに同心に配置されて軸方向に関する相対変位を可能として支持された、それぞれが円筒状である1対の金型を備える。これら両金型は、互いに対向する側の端部内周面に上記転動面の形状及び寸法に見合う形状及び寸法を有する転動面形成用凹部を、この転動面形成用凹部よりも奥部にこの転動面形成用凹部と同心で上記素材の両端部をほぼ(挿入可能とする為の微小隙間を除き、実質的に)隙間なく内嵌自在な円孔部を、それぞれ形成したものである。又、上記両金型の円孔部に、それぞれの先端面に上記凹部を形成する為の凸部を有するパンチを、これら両金型の内側で軸方向の変位を可能として設置している。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a roller bearing roller manufacturing apparatus including a pair of molds that are arranged concentrically and supported so as to be capable of relative displacement in the axial direction, each having a cylindrical shape. These two molds have a rolling surface forming concave portion having a shape and a size corresponding to the shape and size of the rolling surface on the inner peripheral surface of the end portion facing each other, and the back portion of the rolling surface forming concave portion. In addition, concentric with the rolling surface forming concave portion, both end portions of the material are formed (substantially except for a minute gap for enabling insertion), and a circular hole portion that can be fitted with no gap is formed. is there. Further, punches having convex portions for forming the concave portions on the respective front end surfaces are installed in the circular hole portions of the both molds so as to be axially displaceable inside both the molds.
上述の様に構成する本発明のころ軸受用ころの製造方法及び製造装置により、円柱状の素材を、完成品であるころの形状に近い形状を有する中間素材とする際には、先ず、1対の金型に形成した各円孔部に上記素材の軸方向両端部を内嵌する。この内嵌作業により、これら両金型の中心軸とこの素材の中心軸とが一致する。従って、この素材をこれら両金型に対し正規位置にセットする段取り作業が容易になる。 When a cylindrical material is used as an intermediate material having a shape close to the shape of a roller as a finished product by the method and apparatus for manufacturing a roller bearing roller according to the present invention configured as described above, first, 1 The axial ends of the material are fitted into the circular holes formed in the pair of molds. By this internal fitting operation, the central axes of these molds coincide with the central axis of this material. Accordingly, the setup work for setting the material at the normal position with respect to both the molds is facilitated.
又、この段取り作業に続いて行なう凹部加工工程では、上記素材の軸方向両端部の外径が拡がるのを阻止した状態で、これら軸方向両端面に1対のパンチを、互いに近づき合う方向に押し付ける。従って、これら軸方向両端面に凹部を形成する際には、上記素材の軸方向両端部に存在する金属材料が径方向外方に流動する事はない。この為、上記軸方向両端面には、上記両パンチの先端面に形成した凸部の形状に合致する凹部を形成する事ができる。転動面の加工は、これら両凹部を形成した後、又は、これら両凹部を形成しつつ、上記金属材料を径方向外方に流動させる事により行なう為、これら両凹部の形状が不定になる事はない。この結果、転動面加工工程を完了して得られる中間素材に施す仕上加工での取代を少なく抑えて、ころ軸受用ころの加工コストの低減を図れる。 Further, in the recess processing step to be performed subsequent to the setup operation, a pair of punches are provided on both end surfaces in the axial direction so as to approach each other in a state where the outer diameters of the both end portions in the axial direction of the material are prevented from expanding. Press. Therefore, when the concave portions are formed on both end surfaces in the axial direction, the metal material present at both end portions in the axial direction of the material does not flow radially outward. For this reason, it is possible to form concave portions that match the shape of the convex portions formed on the tip surfaces of the two punches on both axial end surfaces. Since the rolling surface is processed by forming the two concave portions or by flowing the metal material radially outward while forming the two concave portions, the shapes of the two concave portions become indefinite. There is nothing. As a result, the machining cost of the roller bearing roller can be reduced by reducing the machining allowance in the finishing process applied to the intermediate material obtained by completing the rolling surface machining process.
請求項1に記載したころ軸受用ころの製造方法を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した様に、素材を構成する金属材料が転動面形成用凹部内に充填された状態で、この素材の軸方向両端部が円孔部から押し出され切る(円孔部による拘束が解除される)様にする。
この様にすれば、転動面となる部分が形成された状態で、この転動面となる部分の端縁と軸方向両端面とを連続させられる。この為、これら転動面の端縁と軸方向両端面との連続部の取り代を少なく抑えて、ころ軸受用ころの加工コストの更なる低減化を図れる。
Preferably, when the roller bearing roller manufacturing method according to claim 1 is carried out, as described in claim 2, the metal material constituting the material is filled in the rolling surface forming recess. The both ends in the axial direction of this material are pushed out from the circular hole part (restraint by the circular hole part is released).
If it does in this way, the edge of the part used as a rolling surface and the axial direction both end surfaces can be made continuous in the state in which the part used as a rolling surface was formed. For this reason, the machining cost of the roller bearing roller can be further reduced by reducing the allowance for the continuous portion between the end edge of the rolling surface and both end surfaces in the axial direction.
又、請求項3に記載したころ軸受用ころの製造装置を実施する場合に好ましくは、請求項4に記載した様に、1対の金型をそれぞれ支持固定した1対のホルダを、互いに遠近動を可能とした1対の押圧ブロックに対し、上記両金型の軸方向の変位を可能として支持する。又、これら両押圧ブロックと上記両ホルダとの間に、これら両ホルダを互いに近づき合う方向に押圧する弾性材、例えば請求項6に記載した様にばねを設置する。この様な弾性材(ばね)の弾力は、ころ軸受用ころを造る為の素材を構成する金属材料が流動する力に対し、或る程度抵抗になる程に大きな値とする。例えば、請求項5に記載した様に、両パンチが互いに最も近づき合い、素材を構成する金属材料が転動面形成用凹部内に充填された状態で、これら両パンチの先端部外周縁と転動面形成用凹部の奥端部内周縁とが連続する様に、上記弾性材(ばね)の弾力を規制する。
この様に構成すれば、転動面加工工程で転動面形成用凹部内に充填された金属材料の外面を適切な力で抑え付けつつ、上記両金型同士の間隔が調整される。この為、適正な形状を有する中間素材を得られる。
Preferably, when carrying out the roller bearing roller manufacturing apparatus according to
If comprised in this way, the space | interval of the said metal mold | die will be adjusted, hold | suppressing the outer surface of the metal material with which it filled in the recessed part for rolling surface formation by the rolling surface process process with appropriate force. For this reason, an intermediate material having an appropriate shape can be obtained.
図1〜2は、本発明の実施例1として、本発明を、自動調心ころ軸受用の球面ころを造る為に適用する場合を示している。先ず、図1に示した、本発明によるころ軸受用ころの製造装置の構造に就いて説明する。本発明のころ軸受用ころの製造装置も、前述した従来装置の場合と同様に、互いに同心に配置されて軸方向に関する相対変位を可能として支持された、それぞれが円筒状である1対の金型18a、18bを備える。これら両金型18a、18bはそれぞれ、互いに同心の転動面形成用凹部19と円孔部20とを備える。このうちの転動面形成用凹部19は、上記両金型18a、18bの軸方向両端面のうち、互いに対向する側の端部内周面に形成されたもので、造るべき球面ころ3(図3参照)の転動面の形状及び寸法に見合う形状及び寸法を有する。即ち、上記転動面形成用凹部19の内面寸法(内径及び軸方向寸法)は、上記球面ころ3の軸方向両端部の外面形状と類似(ほぼ一致)する形状で、この球面ころ3の軸方向両端部の外面寸法(外径及び軸方向寸法)よりも僅かに大きい。この僅かに大きい分は、仕上加工として行なう、切削加工又は研削加工の削り代分である。尚、上記両金型18a、18bの転動面形成用凹部19の軸方向寸法L19の合計(2L19)は、本実施例により造られる中間素材16a{図1及び図2の(D)参照}の軸方向寸法L16よりも小さい(2L19<L16)。従って、上記両金型18a、18bの互いに対向する端面は、上記中間素材16aを加工する際に、最後まで突き合わされる事はない。
1 and 2 show a case where the present invention is applied to manufacture a spherical roller for a self-aligning roller bearing as a first embodiment of the present invention. First, the structure of the roller bearing roller manufacturing apparatus according to the present invention shown in FIG. 1 will be described. The roller bearing roller manufacturing apparatus of the present invention is also a pair of gold, which are arranged concentrically and supported so as to be capable of relative displacement in the axial direction, as in the case of the conventional apparatus described above. The
又、上記両金型18a、18bの円孔部20は、それぞれ上記転動面形成用凹部19の奥端面から、これら両金型18a、18bの軸方向反対側端面(これら両金型18a、18b同士で互いに反対側の端面)にまで達する状態(これら両金型18a、18bを軸方向に貫通する状態)で形成している。上記円孔部20の内径R20は、上記球面ころ3を造る為の、金属製で円柱状の素材15{図2の(A)(B)参照}の外径D15と同じか、この外径D15よりも僅かに(造るべき球面ころの直径にもよるが、数μm〜数十μm程度)大きく(R20≧D15)している。但し、何れか一方の金型の円孔部20に関しては、上記素材15の一端部を締り嵌めで内嵌できる様に、この素材15の外径よりも僅かに小さくする事もできる。
Further, the
そして、上記両金型18a、18bの円孔部20、20にパンチ21、21を、これら両金型18a、18bの内側で軸方向の変位を可能として設置している。これら両パンチ21、21は、上記球面ころ3の軸方向両端面中央部に円形の凹部7、7を形成する為のもので、互いに同心に配置されており、互いに対向する先端面の中央部に、上記両凹部7、7を形成する為の、円すい台状の凸部22、22を形成している。図示の実施例の場合、上記両パンチ21、21を、ロッド23とスリーブ24とを組み合わせる事により構成している。即ち、このスリーブ24内にこのロッド23を隙間なく嵌合固定し、このロッド23の先端部でこのスリーブ24の先端面から突出した部分を、上記凸部22としている。これらロッド23とスリーブ24とは、上記円孔部20の内側で、同期して軸方向に移動する。
The
又、図示の実施例の場合には、上記両金型18a、18bを、それぞれホルダ25a、25b内に保持固定している。これら両ホルダ25a、25bは、互いに対向する端面である先端面の中央部にそれぞれ開口する、円形の保持凹部26a、26bを有する。上記両金型18a、18bは、これら両保持凹部26a、26b内に、締り嵌め、ねじ止め等により内嵌固定している。又、一方(図1の右方)のホルダ25aの先端面(図1の左端面)で上記保持凹部26aの周囲部分に、円形のガイド凹部27を形成している。前記素材15を前記中間素材16aに加工する際には、他方(図1の左方)のホルダ25bの先端部(図1の右端部)を上記ガイド凹部27内に、がたつきなく、且つ軸方向の摺動を可能に嵌合する。この状態で、上記両金型18a、18bが互いに同心となる。
In the illustrated embodiment, both the
更に、上記両ホルダ25a、25bを、それぞれ押圧ブロック28a、28bに支持している。これら両押圧ブロック28a、28bは、図示しない基台上に、軸方向(図1の左右方向)に関して相対的遠近動を可能として支持されている。そして、上記素材15を上記中間素材16aに加工する際には、やはり図示しない油圧シリンダ、或は送りねじ同士等の、大きなスラスト力を付与自在な押圧装置により、互いに近づく方向に強く押し付け自在としている。尚、実際の場合には、上記両押圧ブロック28a、28bのうちの一方を上記基台に固定し、他方をこの基台上で移動させる。上記両ホルダ25a、25bは、この様な両押圧ブロック28a、28bに対し、若干の軸方向変位を可能としている。即ち、これら両ホルダ25a、25bの基端部外周面に形成した鍔部29a、29bを上記両押圧ブロック28a、28bの内周面に設けた大径部30a、30bに係合させている。従って、上記両ホルダ25a、25bは上記両押圧ブロック28a、28bに対し、上記鍔部29a、29bが上記大径部30a、30bの内側で軸方向に変位できる範囲で、若干の軸方向変位が可能である。
Further, the
又、上記両押圧ブロック28a、28bの基半部(互いに反対側の半部)に固定した固定ブロック31a、31bと上記両ホルダ25a、25bとの間に、特許請求の範囲に記載した弾性材に相当する、皿板ばね等のばね32a、32bを設けて、これら両ホルダ25a、25bを、互いに近づき合う方向に押圧している。これら各ばね32a、32bの弾力は、前記球面ころ3を造る為の前記素材15を構成する金属材料が流動する力に対し、或る程度抵抗になる程に大きな値とする。具体的には、後述する様に、前記両パンチ21、21が互いに最も近づき合い、前記素材15を構成する金属材料が前記転動面形成用凹部19、19内に充填された状態{図1並びに後述する図2の(D)に示す状態}で、これら両パンチ21、21の先端部外周縁と転動面形成用凹部19、19の奥端部内周縁とが連続する様に、上記弾性材(ばね)の弾力を規制する。尚、図示は省略するが、上記各ばね32a、32bが上記両ホルダ25a、25bを押圧する弾力を調節する為の調節機構を付している。
Also, the elastic material described in the claims between the fixed
次に、上述の様なころ軸受用ころの製造装置を使用して、上記素材15を塑性変形させ、上記中間素材16aとする工程に就いて、図2を参照しつつ説明する。
先ず、準備段階として、図2の(A)に示す様に、上記素材15を前記両金型18a、18b同士の間に掛け渡す様にセットする。即ち、この工程では、上記素材15の軸方向両端部を、上記両金型18a、18bの円孔部20、20に、ほぼ若しくは完全に隙間なく内嵌する。この作業は、上記両押圧ブロック28a、28bを互いに離れる方向に移動させ、上記ホルダ25bの先端部を前記ガイド凹部27から抜き取り、上記両金型18a、18b同士を離隔させた状態で行なう。この状態で、例えば上記素材15の軸方向一端部を一方の金型18a(又は18b)の円孔部20内に(好ましくは締り嵌めで)内嵌する事により、この金型18a(又は18b)の中心軸と上記素材15の中心軸とを一致させる。この素材15の軸方向一端部と上記円孔部20とは、この素材15の軸方向一端面が前記両パンチ21、21のうちの一方のパンチ21の先端面に突き当たるまで嵌合させられる(軸方向に或る程度寸法を持って嵌合させられる)ので、上記両中心軸同士を一致させる事は容易である。
Next, a process for plastically deforming the material 15 to form the
First, as a preparation stage, as shown in FIG. 2A, the
その後、上記両押圧ブロック28a、28bを互いに近づく方向に移動させ、上記ホルダ25bの先端部を上記ガイド凹部27内に差し込み、上記両金型18a、18b同士を互いに近づける。この結果、上記素材15の軸方向他端部が、金型18b(又は18a)の円孔部20内に、ほぼ隙間なく挿入(嵌合)される。又、この素材15の軸方向両端面が上記両パンチ21、21の先端面に突き当たり、図2の(A)に示す様な、準備工程が完了した状態となる。そしてこの状態から、上記両パンチ21、21を、上記両押圧ブロック28a、28bと共に、更に互いに近づく方向に移動させ、図2の(B)に示す様に、これら両パンチ21、21の先端面中央部に設けた凸部22、22(ロッド23、23の先端部でスリーブ24、24の先端面から突出した部分)を、上記素材15の両端面中央部に食い込ませる。この場合に、上記両パンチ21、21と上記両押圧ブロック28a、28bとは、これら両パンチ21、21と両押圧ブロック28a、28bとの相対位置関係が変わらない様に{図2の(A)、(B)に示す距離イを同じとしたまま}移動させる。
Thereafter, the
この結果、この素材15の両端面中央部に凹部7、7が形成される。この様にして行なう凹部加工工程では、この素材15は、その軸方向両端部が上記両金型18a、18bの円孔部20、20に内嵌された状態となっており、上記素材15の軸方向両端部の外径が拡がる事はない。従って、上記両凹部7、7を形成する際には、上記素材15の軸方向両端部に存在する金属材料が径方向外方に流動する事はない。この為、この素材15の軸方向両端面には、上記両パンチ21、21の先端面に形成した凸部22、22の形状に合致する凹部7、7を形成する事ができる。
As a result, recesses 7 and 7 are formed at the center of both end faces of the
又、この様に凹部7、7が形成された状態で、上記両押圧ブロック28a、28bは停止する。即ち、これら両押圧ブロック28a、28bは、上述の様な図2の(B)に示した状態で、互いの間隔が狭まる方向、或は、拡がる方向に移動する事がなくなる。従って、上記両金型18a、18bも、この図2の(B)に示した位置のまま、それ以上近づく事なく、一時停止する。但し、これら両金型18a、18bは、上記両押圧ブロック28a、28bと前記両ホルダ25a、25bとの間に設けた前記ばね32a、32bの弾力により、互いに近づく方向の大きな弾力を付与された状態となる。従って、上記両金型18a、18b同士の間隔は、互いに離れる方向に大きな力が加わった場合には拡がる状態となっている。
In addition, in the state where the
一方、上記両パンチ21、21は、上述の様にして上記素材15の軸方向両端面に凹部7、7が形成された後も、図2の(C)に示す様に、そのまま停止する事なく前進を続け、この素材15を更に軸方向に圧縮する。この結果、この素材15を構成する金属材料が径方向外方に流動して、上記両金型18a、18bの転動面形成用凹部19、19内に入り込む。そして、図2の(D)に示す様に、上記素材15の両端部外周面及び軸方向両端縁部の形状が、これら転動面形成用凹部19、19の内面形状に合致し、得るべき球面ころ3(図5参照)の転動面に近似した外面形状を有する、中間素材16aとなる。
On the other hand, both the
この様な転動面加工工程では、上記両転動面形成用凹部19、19内に充填された金属材料が、これら両転動面形成用凹部19、19の奥端面33、33を押圧するが、この押圧力は、上記両金型18a、18b同士を互いに離隔させる方向に加わる。但し、この状態では、前記押圧ブロック28a、28bは停止しており、上記両金型18a、18bは、前記ばね32a、32bの大きな弾力により互いに近づく方向に押されている。従って、これら両金型18a、18bは、この弾力と、上記金属材料の流動に基づく押圧力とが釣り合った部分に移動(退避)する。本実施例の場合には、上記両奥端面33、33と上記両パンチ21、21を構成するスリーブ24、24の先端面とが一致した部分にまで上記両金型18a、18bが移動(退避)した状態で上記中間素材16aの形成作業が終了する様に、上記素材15の容積と上記両ばね32a、32bの弾力とを規制している。
In such a rolling surface machining step, the metal material filled in the both rolling
言い換えれば、上記両パンチ21、21が互いに最も近づき合い、上記素材15を構成する金属材料が上記両転動面形成用凹部19、19内に充填された状態で、上記スリーブ24、24の先端部外周縁と上記転動面形成用凹部19、19の奥端部内周縁とが連続し、上記素材15の軸方向両端部が円孔部20、20から押し出され切る{円孔部20、20に嵌合されなくなって円孔部20、20よる拘束(嵌合)が解除される}様に、上記素材15の容積と上記両ばね32a、32bの弾力とを規制している。これら容積と弾力との適正値は、実験的に、或は、計算(シミュレーション)により求める。尚、上記中間素材16aの軸方向中間部外周面で、上記両金型18a、18bの不連続部分は、径方向外方に膨らむが、この部分は後から行なう仕上加工により除去する。この点は、従来の製造方法及び製造装置の場合と同様である。
In other words, the tips of the
上述の様にして中間素材16aを造ったならば、上記両押圧ブロック28a、28bを互いに遠ざかる方向に移動(退避)させて上記両金型18a、18b同士の間隔を拡げ、上記中間素材16aを取り出す。そして、取り出した中間素材16aに、切削、研削等の、必要とする仕上加工を施して、図5に示す様な球面ころ3とする。本実施例により造られた上記中間素材16aの形状は、この球面ころ3の形状に近い為、上記仕上加工時の取代を少なく抑える事ができて、この仕上加工に要する時間を短縮できる等、上記球面ころ3の加工コストの低減を図れる。
When the
図3〜4は、本発明の実施例2を示している。上述した実施例1が、金型18a、18bの互いに対向する端面同士を突き合わせない(当接させない)状態で、素材15を中間素材16aに形成する作業を行なうのに対し、本実施例の場合には、金型18a、18bの互いに対向する端面同士を突き合わせた(当接させた)状態で形成作業を行なう。これに伴い、両押圧ブロック28a、28bの基半部(互いに反対側の半部)に固定した固定ブロック31a、31bと両ホルダ25a、25bとが、上記素材15が上記中間素材16aに加工された状態{図3並びに図4の(D)に示す状態}で、軸方向隙間を介して対向する様にしている。尚、この様な軸方向隙間は、何れか一方のホルダとこのホルダに対向する固定ブロックとの間にのみ存在する様にしても良い。
3 to 4 show a second embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, the first embodiment described above performs the work of forming the material 15 on the
この様な本実施例のころ軸受用ころの製造装置を使用して、上記素材15を塑性変形させ、上記中間素材16aとする工程に就いて、図4を参照しつつ説明する。
先ず、上記両押圧ブロック28a、28bを互いに離れる方向に移動させ、上記ホルダ25bの先端部をガイド凹部27から抜き取り、上記両金型18a、18b同士を離隔させた状態で、上記素材15の軸方向一端部を一方の金型18a(又は18b)の円孔部20内に内嵌(好ましくは締り嵌めで)する。この状態で、この素材15の軸方向一端面を一方のパンチ21の先端面に突き当てるか否かは自由である。そして、上記両押圧ブロック28a、28bを互いに近づく方向に移動させ、上記ホルダ25bの先端部を上記ガイド凹部27内に差し込み、上記両金型18a、18bの互いに対向する端面同士を突き当てる。この状態で、図4の(A)に示す様に、上記素材15の軸方向両端部が、上記金型18b、18aの両円孔部20、20内に、ほぼ隙間なく挿入される。
The process of plastically deforming the material 15 to form the
First, the
又、この様に両金型18a、18bの互いに対向する端面同士が突き当たった状態で、、更に上記押圧ブロック28a、28bを互いに近づく方向に移動させる。そして、前記固定ブロック31a、31bと前記両ホルダ25a、25bとの間に設けたばね32a、32bにより、上記両金型18a、18bに所定の弾力が付与された状態で、上記両押圧ブロック28a、28bを停止する。本実施例の場合、これら両押圧ブロック28a、28bが停止した状態で、上記両金型18a、18bに、上記素材15を塑性変形させている際に互いの間隔が拡がらない様な(互いに対向する端面同士を当接させたままの状態を維持できる様な)十分な力が付与される様に、上記ばね32a、32bの弾力を規制している。但し、上記素材15の容積が大き過ぎて、この素材15が、上記両金型18a、18bのキャビティ内に収まり切らなくなった場合に、上記金型18a、18bが互いに離れる方向に移動(退避)する様に、上記ばね32a、32bの弾力を規制する。
In addition, the
そして、この様な図4の(A)に示す状態から、1対のパンチ21、21を互いに近づく方向に移動(前進)させて、図4の(B)に示す様に、これら両パンチ21、21の先端を上記素材15の軸方向両端面に突き当てる。これら両パンチ21、21は、上記図4の(B)に示した状態から更に前進させて、図4の(C)に示す様に、それぞれの先端面中央部に設けた凸部22、22(ロッド23、23の先端部でスリーブ24、24の先端面から突出した部分)を、上記素材15の両端面中央部に食い込ませる。この結果、この素材15の両端面中央部に凹部7、7が形成される。又、これと共に、この素材15の軸方向中央部に存在する金属材料が径方向外方に流動し、上記両金型18a、18bの転動面形成用凹部19、19内に入り込む。そして、。図4の(D)に示す様に、上記両パンチ21、21が互いに最も近づき合い、上記スリーブ24、24の先端部外周縁と上記転動面形成用凹部19、19の奥端部内周縁とが連続した状態で、上記素材15を構成する金属材料が上記両転動面形成用凹部19、19内に充填される。この状態で、上記素材15の両端部外周面及び軸方向両端縁部の形状が、これら転動面形成用凹部19、19の内面形状に合致し、得るべき球面ころ3(図5参照)の転動面に近似した外面形状を有する、中間素材16aとなる。
Then, from the state shown in FIG. 4A, the pair of
この様に本実施例の場合には、凹部加工工程を行ないつつ、転動面加工工程を行なう。但し、上記凹部7、7が形成される際、上記素材15は、その軸方向両端部が上記両金型18a、18bの円孔部20、20に内嵌された状態となっており、この素材15の軸方向両端部の外径が拡がる事はない。従って、上記両凹部7、7を形成する際に、上記素材15の軸方向両端部に存在する金属材料が径方向外方に流動する事はない。この為、この素材15の軸方向両端面には、上記両パンチ21、21の先端面に形成した凸部22、22の形状に合致する凹部7、7を形成する事ができる。
尚、本実施例の場合は、図4の(A)に示す状態、即ち、両金型18a、18bの互いに対向する端面同士が突き当たった状態で、素材15の軸方向両端面と両パンチ21、21の先端面とが隙間を介して対向する様に規制している。但し、図示は省略するが、上記両金型18a、18bの互いに対向する端面同士が突き当たった状態で、素材15の軸方向両端面と両パンチ21、21の先端面とが突き当たる{図4の(B)に相当}様に規制しても良い。又、上記両金型18a、18bの互いに対向する端面同士が突き当たった状態で、素材15の軸方向両端面に凹部7、7が形成される{図4の(C)、(D)に相当}様に規制しても良い。
その他の構成及び作用は、前述した実施例1と同様であるから、重複する説明は省略する。
Thus, in the case of a present Example, a rolling surface process process is performed, performing a recessed part process process. However, when the
In the case of the present embodiment, both the end faces in the axial direction of the
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment described above, and thus redundant description is omitted.
1 外輪
2 内輪
3 球面ころ
4 保持器
5 外輪軌道
6 内輪軌道
7 凹部
8 舌片
9 ポケット
10 外向フランジ部
11 案内リング
12 内向フランジ部
13a、13b 金型
14a、14b 形成用凹部
15 素材
16、16a 中間素材
17 傾斜面部
18a、18b 金型
19 転動面形成用凹部
20 円孔部
21 パンチ
22 凸部
23 ロッド
24 スリーブ
25a、25b ホルダ
26a、26b 保持凹部
27 ガイド凹部
28a、28b 押圧ブロック
29a、29b 鍔部
30a、30b 大径部
31a、31b 固定ブロック
32a、32b ばね
33 奥端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer ring 2
Claims (6)
軸方向に関して互いに遠近動する1対の金型に形成した各円孔部に上記素材の軸方向両端部を内嵌する事により、この素材の軸方向両端部の外径が拡がるのを阻止した状態でこの素材の軸方向両端面に1対のパンチを、互いに近づき合う方向に押し付けて、これら軸方向両端面に上記両凹部を形成する凹部加工工程と、
これら両凹部を形成した後、又は、これら両凹部を形成しつつ、互いに近づき合う上記両パンチにより上記素材を軸方向に圧縮し、この素材を構成する金属材料を径方向外方に流動させる事でこの金属材料を、上記両金型の端部内周面に形成された、上記各円孔部と同心の転動面形成用凹部内に充填して、上記転動面となる部分を形成する転動面加工工程とを備える
ころ軸受用ころの製造方法。 For roller bearings, which are made of metal and made of cylindrical material by plastic deformation, make the rolling contact surface in rolling contact with the mating raceway surface on the outer peripheral surface and the roller bearing roller with recesses on both axial end surfaces. A method of manufacturing a roller,
By fitting both ends in the axial direction of the material into the respective circular hole portions formed in a pair of molds that move far and away from each other in the axial direction, the outer diameter of the both ends in the axial direction of the material is prevented from expanding. A recess working step of pressing the pair of punches on both axial end surfaces of the material in a state in a direction approaching each other to form both concave portions on both axial end surfaces;
After forming these recesses, or while forming these recesses, compress the material in the axial direction by the punches approaching each other, and flow the metal material constituting the material radially outward. The metal material is filled into the rolling surface forming recesses concentric with the circular hole portions, which are formed on the inner peripheral surfaces of the end portions of the two molds, to form a portion that becomes the rolling surface. A method of manufacturing a roller bearing roller comprising a rolling surface machining step.
互いに同心に配置されて軸方向に関する相対変位を可能として支持された、それぞれが円筒状である1対の金型を備え、これら両金型は、互いに対向する側の端部内周面に上記転動面の形状及び寸法に見合う形状及び寸法を有する転動面形成用凹部を、この転動面形成用凹部よりも奥部にこの転動面形成用凹部と同心で上記素材の両端部をほぼ隙間なく内嵌自在な円孔部を、それぞれ形成したものであり、
上記両金型の円孔部に、それぞれの先端面に上記凹部を形成する為の凸部を有するパンチを、これら両金型の内側で軸方向の変位を可能として設置している
ころ軸受用ころの製造装置。 Roller bearings for use as roller bearing rollers, which are made of metal and cylindrically deformed, and have rolling surfaces that are in rolling contact with the mating raceway surface on the outer peripheral surface and recesses on both end surfaces in the axial direction. Manufacturing equipment for rollers,
A pair of molds each having a cylindrical shape and supported concentrically with each other and capable of relative displacement in the axial direction are provided, and both the molds are arranged on the inner peripheral surface of the end portion facing each other. A rolling surface forming concave portion having a shape and a dimension that matches the shape and size of the moving surface is disposed at a position deeper than the rolling surface forming concave portion, and the both end portions of the material are substantially concentric with the rolling surface forming concave portion. Each is formed with a circular hole that can be fitted without a gap,
Punches having convex portions for forming the concave portions on the respective front end surfaces are installed in the circular hole portions of both the molds so that axial displacement is possible inside these molds. For roller bearings Roller manufacturing equipment.
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