JP4510270B2

JP4510270B2 - 球面ころ軸受用保持器の製造方法

Info

Publication number: JP4510270B2
Application number: JP2000348939A
Authority: JP
Inventors: 廣幸前田
Original assignee: Nakanishi Metal Works Co Ltd
Current assignee: Nakanishi Metal Works Co Ltd
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: JP2002147450A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種機械装置における回転軸の支持部等に採用される自動調心ころ軸受等の球面ころ軸受において、球面ころを保持するための球面ころ軸受用保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動調心機能を有する複列タイプの球面ころ軸受は、ハウジングに対し取付誤差がある場合や、回転軸のたわみによって生じる内外輪の傾き等がある場合にも不具合なく使用できるため、従来より、振動や衝撃荷重を受ける軸受部等に多く用いられている。
【０００３】
このような球面ころ軸受（１）は、例えば図４に示すように、内輪（２）、外輪（３）、案内輪（４）、複数の球面ころ（５）及び一対の保持器（６）を備えている。内輪（２）の外周面には、凹形球面状の２列の内輪軌道面（２ａ）が設けられるとともに、外輪（３）の内周面には、凹形球面状の外輪軌道面（３ａ）が設けられる。内輪軌道面（２ａ）及び外輪軌道面（３ａ）との間には、たる型の球面ころ（５）が２列に複数個ずつ周方向に沿って配置されるとともに、球面ころ（５）が、各列ごとに保持器（６）によりそれぞれ保持されている。
【０００４】
保持器（６）は、椀型形状と称されるものであり、内外両輪（２）（３）間の環状開口面（１ａ）に沿って配置されるフランジ（６ａ）と、フランジ（６ａ）の外周端縁（６ｄ）から軸心に沿って内外両輪（２）（３）間に延びるとともに、両輪（２）（３）間において周方向に連続して配置され、周方向の所定間隔おきに、複数のころ保持用ポケット（６ｃ）が設けられた保持器本体（６ｂ）とを備えており、保持器本体（６ｂ）の各ポケット（６ｃ）内に球面ころ（５）がそれぞれ転動自在に保持されている。
【０００５】
また、両輪（２）（３）間における２列のころ（５）の間に、周方向に連続する環状の案内輪（４）が配置されており、この案内輪（４）の外周端面が、保持器（６）における本体（６ｂ）の先端内周面に摺接されて、保持器（６）の案内が図られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記球面ころ軸受（１）に採用される保持器（６）としては、例えば冷延鋼板等の金属板をプレス加工して得られるプレス成形品からなるプレス保持器が、従来より多く用いられている。
【０００７】
このプレス保持器（６）は、ブランク加工された所定形状の鋼板を絞り成形することにより、側面が球面をなす椀型形状の保持器中間製品を形成した後、その製品の側面部にころ（５）を収容保持するためのポケット（６ｃ）を打ち抜き加工により形成するとともに、内径を所定の寸法に仕上げるものであるが、絞り成形直後の形状においては、フランジ（６ａ）の内面が、ころ（５）の案内を図るためにころ（５）の端面に対し平行となるように形成されている。つまり、フランジ（６ａ）の外周端縁（６ｄ）側は内周端縁（６ｅ）側よりも軸方向の外側に位置するように、フランジ（６ａ）が本体（６ｂ）に折返し状に形成されている。
【０００８】
一方、軸受（１）は、種類等によって、幅寸法が厳しく制限されるため、上記形状の保持器（６）をそのままの状態で用いると、フランジ（６ａ）の外周端縁（６ｄ）が、軸受（１）の環状開口面（１ａ）から外方に突出配置されて、周辺の他の機器に干渉する等の不具合が発生する恐れがある。このため、通常は、プレス保持器（６）における外周端縁（６ｄ）の外面を旋盤を用いて切削加工して、外周端縁（６ｄ）の外面を、軸受（１）の環状開口面（１ａ）と一致するように平坦面に形成している。
【０００９】
しかしながら、上記従来のプレス保持器（６）を製造する場合、プレス加工のみならず、プレス加工とは異質の機械加工である切削加工を必要とするため、各製造工程をスムーズに移行させることが困難であり、生産効率の低下を来すという問題があった。更に切削加工を行う分、工程数の増加を来し、生産効率を一段と低下させるという問題もあった。
【００１０】
また、プレス保持器（６）のフランジ外周端縁（６ｄ）を切削するものであるため、肉厚の減少に加えて、切削による金属材料のファイバーフローの切断によって、剛性の低下を来すという問題も抱えていた。
【００１１】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、十分な剛性を確保しつつ、生産効率の向上を図ることができる球面ころ軸受用保持器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、軸受の内輪及び外輪間に、転動自在に配置された複数の球面ころを保持するための球面ころ軸受用保持器であって、前記内外両輪間の環状開口面に沿って配置される環状のフランジと、前記フランジの外周端縁から軸心に沿って内外両輪間に延びるとともに、内外両輪間において周方向に連続して配置され、周方向の所定の間隔おきに、前記球面ころを保持するための複数のポケットが設けられた保持器本体とを備え、前記フランジの外周端縁に、その外面側が、押圧加工により軸心方向に沿って内方に押し潰されて薄肉部が形成されてなるものを要旨としている。
【００１３】
本発明の球面ころ軸受用保持器においては、押圧加工によりフランジ外周端縁を押し潰して薄肉部を形成するものであるため、ブランク加工、絞り加工、押圧加工等のプレス加工のみで製造することができる。
【００１４】
更に薄肉部形成の押圧加工と、形状成形用の絞り加工とを同時に行うことも可能であり、その場合には、薄肉部形成用の加工を別途行う必要がなく、その分、工程数を削減することができる。
【００１５】
また、押圧加工によって、フランジ外周端縁の剛性を高めることができ、ひいては保持器自体の剛性を高めることができる。このとき、フランジ外周端縁を切削するものではないので、切削による金属材料のファイバーフローの切断を防止でき、フランジ外周端縁の強度低下を確実に防止することができる。
【００１６】
本発明においては、前記薄肉部における押圧面としての外面が、前記内外両輪間の環状開口面に対し、平行にかつ内側に配置される平坦面として構成されるのが好ましい。
【００１７】
すなわちこの場合には、本発明の保持器が採用された軸受を装置に組み込んだ際に、保持器のフランジ外周端縁（薄肉部）が軸受の環状開口面から外方に突出することがなく、そのフランジ外周端縁が周辺機器に干渉する等の不具合を確実に防止することができる。
【００１８】
また本発明においては、前記薄肉部の押し潰し量が、押し潰し前の肉厚に対し、３０％以下に調整されてなる構成を採用するのが望ましい。
【００１９】
すなわちこの構成を採用する場合には、押圧加工時に過度のプレス圧等が加わるのを防止でき、有害な変形が生じるのを防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施形態である保持器（１０）が適用された球面ころ軸受（１）の要部（下側部）を示す断面図、図２及び図３は保持器（１０）を示す断面図である。これらの図に示すように、この軸受（１）は、内輪（２）、外輪（３）、案内輪（４）、複数の球面ころ（５）及び一対の保持器（１０）を備え、内外両輪（２）（３）の各軌道面（２ａ）（３ａ）間に、たる型の球面ころ（５）が２列に複数個ずつ周方向に沿って配置されるとともに、球面ころ（５）が、各列ごとに、一対の保持器（１０）によってそれぞれ保持されている。
【００２１】
保持器（１０）は、プレス成形品からなる椀型形状と称されるものであり、内外両輪（２）（３）間の環状開口面（１ａ）に沿って配置されるフランジ（２０）と、フランジ（２０）の外周端縁（２１）から軸心に沿って内外両輪（２）（３）間に延び、かつ両輪（２）（３）間において周方向に連続して配置される保持器本体（３０）とを具備している。保持器本体（３０）には、周方向に沿って所定の間隔おきに、複数のころ保持用ポケット（３１）が設けられており、このポケット（３１）内に各球面ころ（５）がそれぞれ転動自在に収容保持される。
【００２２】
また、本実施形態の保持器（１０）において、フランジ（２０）の外周端縁（２１）には、その外面（２５ａ）が、後述する押圧加工により軸心方向に沿って内側に押し潰されて、薄肉部（２５）が形成されている。この薄肉部（２５）は、その押圧面としての外面（２５ａ）が、環状開口面（１ａ）に対し平行配置され、かつ開口面（１ａ）上に沿って配置される平坦面として構成されている。なお、図２及び図３においては、発明の理解を容易にするため、押圧前（薄肉部形成前）のフランジ外周端縁の輪郭を破線で示している。
【００２３】
また、両輪（２）（３）間における２列のころ（５）の間には、周方向に連続する環状の案内輪（４）が配置されており、この案内輪（４）の外周端面が、保持器（１０）における本体（３０）の先端内周面に摺接されて、保持器（１０）の案内が図られている。
【００２４】
本実施形態のプレス保持器（１０）は、以下のようにプレス加工のみで製造される。すなわち、ブランク加工された所定形状の鋼板を、椀型形状に絞り成形すると同時に、フランジ（２０）の外周端縁（２１）に対応する部分を、押圧加工により塑性変形して軸心方向の内側へ押し潰して、上記薄肉部（２５）を形成する。その後、薄肉部（２５）を有する保持器中間製品における本体（３０）に対応する部分を、打ち抜き加工して、ころ保持用ポケット（３１）を形成するとともに、内径を所定の寸法に仕上げて、保持器製品を得るものである。
【００２５】
ここで、本実施形態において、押圧加工による薄肉部（２５）の押し潰し量は、押し潰し前の肉厚に対し３０％以下、より好ましくは２５％以下に調整するのが良い。すなわち、押し潰し量を大きくするには、押圧加工時のプレス圧力を大きくする必要があり、過度のプレス圧力により有害な変形が生じて、安定した寸法精度を得るのが困難になる恐れがある。
【００２６】
以上のように、本実施形態の球面ころ軸受用保持器（１０）によれば、押圧加工によりフランジ（２０）の外周端縁（２１）に薄肉部（２５）を形成するものであるため、ブランク加工、絞り加工、押圧加工等のプレス加工のみで、つまり同質の機械加工のみで製造することができる。このため、従来のように、プレス加工中に、切削加工等の異質の機械加工を用いて製造する場合と比較して、各製造工程をスムーズに移行させることができ、生産効率を向上させることができる。
【００２７】
しかも本実施形態においては、薄肉部形成用の押圧加工を、絞り加工と同時に行うものであるため、薄肉部形成加工を別途行う必要がなく、その分、工程数を削減でき、より一層生産効率を向上させることができる。
【００２８】
また、本実施形態の保持器（１０）においては、フランジ外周端縁（２１）をを押圧加工するものであるため、その押圧加工によって、フランジ外周端縁（２１）の剛性を高めることができ、ひいては、保持器自体の剛性を高めることができる。
【００２９】
このとき、上記従来例のように、フランジ外周端縁を切削加工により薄肉化する場合には、切削によって、金属材料のファイバーフローを切断することとなり、強度の低下が認められるのに対し、本実施形態においては、金属材料のファイバーフローの切断を防止できるため、強度低下をより確実に防止でき、より一層剛性を高めることができる。
【００３０】
参考までに、本実施形態の保持器（１０）における薄肉部（２５）の硬度は、Ｈｖ硬度で１７０〜１９０であるのに対し、従来の切削加工されたフランジ外周端縁の硬度は、１３０〜１４５であった。
【００３１】
また、本実施形態では、上記したように保持器（１０）としての剛性を十分に確保できるため、別途、熱処理等を行って剛性を高める必要もなく、更に工程数を削減でき、生産効率を一段と向上させることができる。
【００３２】
なお、上記実施形態においては、薄肉部形成用の押圧加工を、絞り加工と同時に行うようにしているが、本発明はそれだけに限られず、薄肉部形成用の押圧加工を別途行うようにしても良い。例えばプレス条件やプレス機械の能力等の関係により、同時プレスが行えないような場合等には、薄肉部形成用の押圧加工を別途行うようにしても良い。もっとも、押圧加工を別工程で行う場合には、その分、工程数の増加を来すこととなる。
【００３３】
また上記実施形態においては、保持器（１０）におけるフランジ外周端縁（２１）の平坦面（２５ａ）を、軸受（１）の環状開口面（１ａ）と一致させるように構成しているが、本発明はそれだけに限られず、例えばフランジ外周端縁（２１）の平坦面（２５ａ）を、軸受環状開口面（１ａ）よりも内側に配置する場合においても、周辺機器への干渉等を確実に防止することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の球面ころ軸受用保持器によれば、押圧加工によりフランジの外周端縁に薄肉部を形成するものであるため、ブランク加工、絞り加工、押圧加工等のプレス加工のみで、つまり同質の機械加工のみで製造することができる。このため、各製造工程をスムーズに移行させることができ、生産効率を向上させることができる。更に薄肉部形成用の押圧加工を、例えば形状成形用の絞り加工と同時に行うことができ、その場合、押圧加工を別途行う必要がないので、工程数を削減でき、より一層生産効率を向上させることができる。また、押圧加工によって、フランジ外周端縁の剛性を高めることができ、ひいては、保持器自体の剛性を高めることができるという効果を得ることができる。
【００３５】
本発明において、薄肉部の外面を、軸受の環状開口面に対し、平行にかつ内側に配置される平坦面として構成する場合には、本発明の保持器が採用された軸受が装置に組み込まれた際に、保持器のフランジ外周端縁が、周辺機器に干渉するのを、より確実に防止でき、より一層高い品質を得ることができるという利点がある。
【００３６】
また本発明において、薄肉部の押し潰し量を特定する場合には、過度のプレス圧等による有害な変形を防止でき、より一層品質を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である保持器が適用された球面ころ軸受の下側部を示す断面図である。
【図２】実施形態の保持器を下側半分を示す断面図である。
【図３】実施形態の保持器における薄肉部周辺を拡大して示す断面図である。
【図４】従来の球面ころ軸受を示す断面図である。
【符号の説明】
１…球面ころ軸受
１ａ…環状開口面
２…内輪
３…外輪
５…球面ころ
１０…保持器
２０…フランジ
２１…外周端縁
２５…薄肉部
２５ａ…外面（平坦面）
３０…保持器本体
３１…たま保持ポケット

Claims

軸受の内輪及び外輪間の環状開口面に沿って配置される環状のフランジと、前記フランジの外周端縁から軸心に沿って前記内外両輪間に延びるとともに、内外両輪間において周方向に連続して配置され、周方向の所定の間隔おきに、前記球面ころを保持するための複数のポケットが設けられた保持器本体とを備え、前記軸受の内輪及び外輪間に、転動自在に配置された複数の球面ころを保持するための球面ころ軸受用保持器の製造方法であって、
鋼板の絞り加工により、椀型形状の保持器中間製品を形成し、
前記絞り加工と同時に、前記フランジの外周端縁に、その外面側を、押圧加工により軸心方向に沿って内方に押し潰して薄肉部を形成し、
前記保持器中間製品の打ち抜き加工により、前記ポケットを形成するものとし、
前記薄肉部の押し潰し量を、押し潰し前の肉厚に対し、３０％以下に調整するとともに、
前記押圧加工によって、前記フランジの外周端縁の剛性を高めるようにしたことを特徴とする球面ころ軸受用保持器の製造方法。
前記薄肉部における押圧面としての外面が、前記内外両輪間の環状開口面に対し、平行にかつ内側に配置される平坦面として構成されてなる請求項１記載の球面ころ軸受用保持器の製造方法。