JP4706715B2 - スラストころ軸受用保持器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スラストころ軸受用保持器の製造方法に関する。

例えば自動車の自動変速機などの各部には、スラストころ軸受が多数設けられているが、自動車の低燃費化を図るためには、上記スラストころ軸受の回転抵抗を可及的に軽減することが必要となる。

この種のスラストころ軸受では、保持器に設けた平面視矩形のポケット内にころを収納した構成になっている。このスラストころ軸受では、回転遠心力の作用でころが径方向外向きに付勢されるので、このころの軸方向外端面がポケットの内周面において外径側の辺に対してすべり接触する。このすべり接触部分の摩擦が、スラストころ軸受の回転抵抗となり、高速回転になるほど、回転抵抗が増大する傾向となる。

これに対し、スラストころ軸受の保持器においてポケットの内壁面の外径側にのみ、内径方向へ突出する凸部を設け、この凸部に対してころの軸方向外端面を当接させるようにしたものがある(例えば、特許文献１参照)。

この保持器は、一枚の環状板の円周数ヶ所にポケットを厚み方向に打ち抜き形成し、外周部分を内径側に折り返して二重にした構造である。この折り返した部分の先端面（内径面）は、ポケットの内壁面の外径側とほぼ面一になるように配置されており、この折り返し部分の先端面でポケットの周方向中心に対応する位置に、上記凸部が設けられている。
特開平１０−２２０４８２号公報

上記従来例では、上記保持器の外周に折り返し部分を設けて、この折り返し部分の先端面に上記凸部を設けた形状にしているために、保持器を製造するうえで多くの工数が必要となってコストが嵩むとともに、ポケット内での凸部の配置位置がばらつきやすいと言える。そのため、回転遠心力によってころがポケット内で径方向外向きに付勢されたときに、ころの軸方向外端面の中心部からずれた位置に凸部が接触することが起こりうる。このような状況になると、ころの回転が阻害されることになりかねない。

本発明のスラストころ軸受用保持器の製造方法は、一枚の金属製の環状板に複数のころを収納するためのポケットが形成されたスラストころ軸受用保持器の製造方法であって、金属板に絞り加工を施すことにより径方向途中領域に厚み方向に波打つ波打ち屈曲部を形成するとともに、前記波打ち屈曲部より径方向外径側の外径部および内径側の内径部は、前記波打ち屈曲部の上下波打ち高さの中間で径方向外方もしくは内方に広がる板状部分とし、その加工後の金属板に対して、前記波打ち屈曲部の外径側屈曲起点から内径側屈曲起点までの範囲においてころを収納するための平面視矩形のポケットを厚み方向に打ち抜き形成するとともに、このポケットの打ち抜き形成と同時に、このポケットの内外両側の内壁面のうち少なくとも外径側内壁面においてころの軸方向内外両端面のうち少なくとも軸方向外端面の中心部に対して当接して当該ころをピボット支持するための凸部と、前記ポケットの周方向で両側の内壁面に径方向三ヶ所でころの直径寸法より幅狭となるようにポケット内へ向けて突出するころ抜け止め用の爪とを形成することを特徴とする。

このように、ポケットの内壁面にころをピボット支持させるための凸部をポケットの打ち抜きと同時に形成したものにしているから、ポケットの打ち抜き金型の抜き形状を管理するだけで、ポケット内における凸部の配置を簡単かつ精度よく行えるようになるとともに、保持器の製造工数が従来例よりも少なくできるようになる。

ところで、上記環状板の径方向途中領域に、径方向に波打つ形状の波打ち屈曲部が絞り加工により設けられ、前記ポケットは、前記波打ち屈曲部において外径側の屈曲起点から内径側の屈曲起点までの範囲に設けられたものである。

これは、保持器の形状を特定したものであるが、この場合、ポケットの内壁面において周方向左右の部分が波打ち屈曲部となるから、波打ち屈曲部は、ポケットの打ち抜き加工と同時に形成することができて、簡単かつ精度よく行えるなど、ころの円滑な案内面とすることができる。

本発明では、ポケットの打ち抜き金型の抜き形状を管理するだけでポケット内に対してころをピボット支持するための凸部を簡単に精度よく配置できるようになる。これにより、ころの軸方向外端面または軸方向内端面の中心部を前記凸部に対して正確に接触させることができるので、ころをほぼ純粋にピボット支持させる状態とすることができる。したがって、保持器に対するころの摩擦抵抗を軽減できて、スラストころ軸受の回転抵抗を軽減できるようになる。

図１から図５に本発明の実施形態１を示している。図例のスラストころ軸受１は、保持器２と、複数のころ３とから構成されている。

保持器２は、一枚の環状板で製作される。この保持器２の径方向途中領域には、径方向に波打つ形状の波打ち屈曲部４が絞り加工により設けられている。

この波打ち屈曲部４は、径方向交互に保持器２の厚み方向一方と他方とにほぼ均等に張り出された外径側張り出し部４ａ、内径側張り出し部４ｂ、中間張り出し部４ｃからなる。外径側張り出し部４ａおよび内径側張り出し部４ｂは保持器２の厚み方向一方に、また、中間張り出し部４ｃは厚み方向他方にそれぞれ張り出されている。

上記保持器２の波打ち屈曲部４において外径側の屈曲起点から内径側の屈曲起点までの範囲の円周数ヶ所には、平面的に見て矩形のポケット５が厚み方向に打ち抜き形成されている。この各ポケット５に対してころ３が回動自在な状態で非分離に収納されている。つまり、ポケット５の内壁面において周方向左右に位置する外径側張り出し部４ａ、内径側張り出し部４ｂおよび中間張り出し部４ｃの各張り出し頂点部分の計三ヶ所に、ポケット５内へ向けて突出する爪７ａ，７ｂ，７ｃが設けられている。この爪７ａ，７ｂ，７ｃによって、各ポケット５において径方向の三ヶ所がころ３の直径寸法よりも幅狭になっており、これによってポケット５内からころ３が抜け出ないようになっている。なお、ポケット５に対してころ３は、無理嵌めされることで収納される。

上記各ポケット５の内壁面において外径側と内径側には、ポケット５内へ向けて突出する凸部８，９が設けられている。この凸部８，９は、ころ３の軸方向外端面や軸方向内端面の中心部に対して当接してころ３をピボット支持するためのものであり、ポケット５を打ち抜いて形成するときに同時に形成される。この凸部８，９は、平面的に見て丸く湾曲した形状になっている。

なお、上記ころ３は、その端面の形状が平面形と呼ばれるタイプを用いている。但し、ころ３は、端面形状が丸面形と呼ばれるタイプを用いることもできる。

次に、上記保持器２の製造手順を簡単に説明する。まず、一枚の金属板（ＪＩＳ規格ＳＰＣＤなど）の所定部位に中心孔を打ち抜き形成してから、絞り加工を施すことにより波打ち屈曲部４を形成する。この後、ポケット５を打ち抜き形成してから、外形部分を切り取る。このポケット５の形成と同時に上記凸部８，９および爪７ａ〜７ｃが形成される。そのために、ポケット５の打ち抜き金型の形状としては、予め凸部８，９および爪７ａ〜７ｃを含むポケット５の形状に対応して製作されている。

ところで、上述したような保持器２を有するスラストころ軸受１では、回転遠心力の作用でころ３が径方向外向きに付勢されるが、ころ３の軸方向外端面がポケット５の内壁面の外径側に設けてある凸部８に対して接触される。このとき、ころ３の軸方向外端面の中心部が凸部８の頂点部分に対して接触するので、ころ３が凸部８に対してほぼ純粋にピボット支持される状態になる。これにより、保持器２に対するころ３の軸方向外端面の摩擦抵抗がゼロに近くなるので、スラストころ軸受１の回転抵抗が大幅に軽減されることになる。

また、スラストころ軸受１が偏心回転するような状況では、ころ３の外径側の端面がポケット５の内壁面の外径側に設けてある凸部８に対して接触したり、ころ３の軸方向内端面がポケット５の内壁面の内径側に設けてある凸部９に対して接触したりすることになる。このような状況でも、ころ３の軸方向外端面の中心部は凸部８の頂点部分に対して、また、ころ３の軸方向内端面の中心部は凸部９の頂点部分に対して接触するので、ころ３が凸部８，９に対してほぼ純粋にピボット支持された状態になる。これにより、スラストころ軸受１が偏心回転したような状況でも回転抵抗が大幅に軽減されることになり、好ましい。

以上説明したように、ポケット５の内壁面にころ３をピボット支持するための凸部８，９を、ポケット５の打ち抜きと同時に形成するようにしている。これにより、ポケット５の打ち抜き金型の抜き形状を管理するだけでポケット５内に対して凸部８，９を簡単に精度よく配置できるようになる。したがって、ころ３の軸方向外端面や軸方向内端面の中心部を凸部８，９の頂点に対して正確に接触させることができるので、ころ３をほぼ純粋なピボット支持状態とすることができて、保持器２に対するころ３の摩擦抵抗を軽減できるようになる。また、上記実施形態１では、従来例のように保持器の外周部分を内径側に折り返して、この折り返し部分の先端側に凸部を設けるような構造に比べて、保持器２の製造工数を少なくできるので、コスト低減に貢献できる。

このようなスラストころ軸受１を仮に自動車の変速機内で用いた場合、変速機の回転トルクが軽減されることになり、ひいては自動車の燃費低減に貢献できる。

図６および図７に本発明の実施形態２を示している。この実施形態２では、保持器２を二枚の環状板２Ａ，２Ｂを掌合結合した構成としている。

具体的に、二つの環状板２Ａ，２Ｂにおいて径方向途中領域で厚み方向に合致する領域に、互いに離れる側に張り出す屈曲部４ｄ，４ｅが設けられている。これら二つの環状板２Ａ，２Ｂの各屈曲部４ｄ，４ｅにおいて外径側の屈曲起点から内径側の屈曲起点までの範囲で円周数ヶ所には、平面的に見て矩形のポケット５ａ，５ｂが厚み方向に同軸状に打ち抜き形成されている。これら二つの環状板２Ａ，２Ｂの両ポケット５ａ，５ｂを組み合わせて、ころ３を収納するポケットが構成されている。

また、二つの環状板２Ａ，２Ｂの各屈曲部４ｄ，４ｅの各張り出し頂点部分に、ポケット５ａ，５ｂ内へ向けて突出する爪７ｄ，７ｅが設けられている。この爪７ｄ，７ｅによって、各ポケット５ａ，５ｂの径方向の一ヶ所がころ３の直径寸法よりも幅狭になっており、これによってポケット５ａ，５ｂ内からころ３が抜け出ないようになっている。

特に、この実施形態２では、第１環状板２Ａの屈曲部４ｄの張り出し寸法を、第２環状板２Ｂの屈曲部４ｅの張り出し寸法よりも大きく設定することにより、ポケット５ａ，５ｂ内にころ３を収納した状態で、ころ３の回転中心を、第１環状板２Ａの厚み方向中心と合致させようにして、第２環状板２Ｂの厚み方向中心をころ３の回転中心からオフセットさせるようにしている。

そして、二つの環状板２Ａ，２Ｂのうち、ころ３の回転中心と一致させた第１環状板２Ａのポケット５ａの内壁面において外径側と内径側とに対して、凸部８，９が設けられている。この凸部８，９は、第１環状板２Ａにポケット５ａを打ち抜き形成するときに同時に形成される。

なお、二つの環状板２Ａ，２Ｂの結合は、軸方向隣り合わせに掌合させた状態で、第２環状板２Ｂの内径部分を第１環状板２Ａの内径部分に対して引っ掛けるように折り曲げてかしめることによって行われている。前記かしめは、第２環状板２Ｂの外径側のみ、または内径側と外径側の両方に施すこともできる。

このような実施形態２の場合も、上記実施形態１と同様、ころ３の軸方向外端面や軸方向内端面の中心部を凸部８，９の頂点部分に対して正確に接触させることができるので、ころ３をほぼ純粋にピボット支持させる状態とすることができて、保持器２に対するころ３の摩擦抵抗を軽減できるようになる。

特に、上記実施形態２の場合、二つの環状板２Ａ，２Ｂそれぞれに一つずつ曲がりや張り出しの小さい屈曲部４ｄ，４ｅを設けているから、上記実施形態１に比べて簡単に加工できるというメリットがある。

なお、本発明は上述した実施形態１、２に限定されるものではない。例えば図示しないが、ポケット５，５ａの内壁面の外径側にのみ凸部８を設けたもの、つまりポケット５，５ａの内壁面の内径側に凸部９を設けないようにしたものも本発明に含まれる。

本発明の実施形態１に係るスラストころ軸受を示す平面図 図１の保持器のポケット周辺を拡大して示す斜視図 図１の保持器のポケット周辺を拡大して示す平面図 図３の（４）−（４）線断面の矢視図 図３の（５）−（５）線断面の矢視図 本発明の実施形態２に係るスラストころ軸受で、図４に対応する図 図６の保持器のポケット周辺を拡大して示す平面図

符号の説明

１ スラストころ軸受
２ 保持器
３ ころ
４ 保持器の波打ち屈曲部
５ 保持器のポケット
８ 外径側の凸部
９ 内径側の凸部

Claims (1)

1. 一枚の金属製の環状板に複数のころを収納するためのポケットが形成されたスラストころ軸受用保持器の製造方法であって、
   金属板に絞り加工を施すことにより径方向途中領域に厚み方向に波打つ波打ち屈曲部を形成するとともに、前記波打ち屈曲部より径方向外径側の外径部および内径側の内径部は、前記波打ち屈曲部の上下波打ち高さの中間で径方向外方もしくは内方に広がる板状部分とし、
   その加工後の金属板に対して、前記波打ち屈曲部の外径側屈曲起点から内径側屈曲起点までの範囲においてころを収納するための平面視矩形のポケットを厚み方向に打ち抜き形成するとともに、このポケットの打ち抜き形成と同時に、このポケットの内外両側の内壁面のうち少なくとも外径側内壁面においてころの軸方向内外両端面のうち少なくとも軸方向外端面の中心部に対して当接して当該ころをピボット支持するための凸部と、前記ポケットの周方向で両側の内壁面に径方向三ヶ所でころの直径寸法より幅狭となるようにポケット内へ向けて突出するころ抜け止め用の爪とを形成する、ことを特徴とするスラストころ軸受用保持器の製造方法。

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