JP5499959B2 - Thrust needle bearing race manufacturing method and thrust needle bearing - Google Patents
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この発明は、自動車用変速機（手動変速機及び自動変速機を含む）、カークーラの如き各種冷凍機用のコンプレッサ等、各種回転機械装置の回転支持部に組み込んで、当該回転支持部に加わるスラスト荷重を支承するスラストニードル軸受を構成するレースの製造方法の改良に関する。具体的には、厚さ寸法が小さい（例えば０．２〜０．４mm程度）鉄系合金板を曲げ成形する事によっても、十分な実用性を確保できる形状精度を有するレースを得られる製造方法を実現する事を目的としている。 The present invention relates to a thrust which is incorporated into a rotation support part of various rotary machine devices such as a transmission for an automobile (including a manual transmission and an automatic transmission), a compressor for various refrigerators such as a car cooler, and is applied to the rotation support part. The present invention relates to an improvement in a manufacturing method of a race constituting a thrust needle bearing for supporting a load. Specifically, a manufacturing method capable of obtaining a race having shape accuracy capable of ensuring sufficient practicality even by bending an iron-based alloy plate having a small thickness dimension (for example, about 0.2 to 0.4 mm). The purpose is to realize.
自動車用変速機や冷凍機用コンプレッサ等の、スラスト荷重を受けつつ回転する、回転軸等の回転部材を有する、各種回転機械装置の回転支持部分には、スラストニードル軸受を装着して、この回転部材に加わるスラスト荷重を支承している。この様なスラストニードル軸受として従来から、例えば特許文献１、２に記載されたものが知られている。このうちの特許文献２に記載されたスラストニードル軸受の構造、及び、このスラストニードル軸受に組み込まれるレースの形状に就いて、図４〜６により説明する。
Thrust needle bearings are mounted on the rotation support parts of various rotating machinery devices that have rotating members such as rotating shafts that rotate while receiving thrust loads, such as automotive transmissions and refrigerator compressors. The thrust load applied to the member is supported. Conventionally, for example, those described in
スラストニードル軸受１は、放射方向に配列された複数のニードル２、２と、全体を円輪状に造られてこれら各ニードル２、２を転動自在に保持する保持器３と、これら各ニードル２、２を、この保持器３の軸方向に関して両側から挟持する１対のレース４ａ、４ｂとから成る。これら両レース４ａ、４ｂはそれぞれ、高炭素鋼、浸炭鋼、高炭素クロム軸受鋼、クロムモリブデン鋼等の、十分な硬度を有する鉄系の硬質金属板にプレスによる打ち抜き加工及び曲げ成形を施す事により、全体を円輪状に造られている。このうち、通常外輪と呼ばれる一方（図４の下方）のレース４ａは、円輪状のレース部５ａと、このレース部５ａの外周縁に全周に亙って形成された円筒状のフランジ部６ａとから成る。一方、通常内輪と呼ばれる、他方（図４の上方）のレース４ｂは、円輪状のレース部５ｂと、このレース部５ｂの内周縁に全周に亙って形成されたフランジ部６ｂとから成る。
The thrust needle bearing 1 includes a plurality of
それぞれが上述の様な構成を有する、前記両レース４ａ、４ｂのフランジ部６ａ、６ｂの先端縁部に、それぞれ円周方向等間隔複数箇所ずつ（図示の例では４箇所ずつ）、ステーキング部と呼ばれる係止部７ａ、７ｂを形成している。これら各係止部７ａ、７ｂはそれぞれ、前記両フランジ部６ａ、６ｂの先端縁部を、径方向に関して前記両レース部５ａ、５ｂの側に曲げ形成する事により構成している。そして、前記各係止部７ａ、７ｂと、前記保持器３の外周縁又は内周縁とを係合させる事により、この保持器３と前記両レース４ａ、４ｂとの分離防止を図っている。
Each of the staking portions, each having a configuration as described above, at a plurality of circumferentially equidistant positions (four in the example shown in the figure) at the tip edges of the
上述の様に構成されるスラストニードル軸受１は、例えば自動車用変速機を構成するハウジング部材等に設けた段部と、このハウジング部材の内径側に挿通された回転伝達軸の外周面に設けた、外周面に斜歯を形成した歯車等の相手部材の軸方向側面との間である、所定位置に配置する。そして、他の歯車との間の回転伝達に伴ってこの相手部材に加わるスラスト荷重を支承しつつ、この相手部材乃至は前記回転伝達軸の回転を可能にする。尚、この状態で、前記両レース４ａ、４ｂに設けたフランジ部６ａ、６ｂが、前記ハウジング部材の一部内周面若しくは前記回転伝達軸の一部外周面と嵌合する。従って、前記スラストニードル軸受１は、ラジアル方向の位置を規制された状態で、前記所定位置に設置される。
The thrust needle bearing 1 configured as described above is provided, for example, on a stepped portion provided in a housing member or the like constituting a transmission for an automobile, and on an outer peripheral surface of a rotation transmission shaft inserted into the inner diameter side of the housing member. And it arrange | positions in the predetermined position between the axial direction side surfaces of the other members, such as a gearwheel which formed the inclined tooth in the outer peripheral surface. Then, while supporting the thrust load applied to the mating member in accordance with the rotation transmission with another gear, the mating member or the rotation transmitting shaft can be rotated. In this state, the
ところで、近年に於ける省エネルギ化の流れにより、上述の様なスラストニードル軸受１を組み込んだ、各種回転機械装置に関しても、大幅な小型・軽量化が要求されている。例えば、上述の様な自動車用変速機に組み込むスラストニードル軸受に関しても、負荷容量を確保しつつ、軸方向寸法（厚さ）を低減する事が望まれている。自動車用変速機に組み込むスラストニードル軸受の軸方向寸法を短縮する事は、前記回転伝達軸の軸方向寸法の短縮化を可能にする。１本の回転伝達軸の周囲には複数個のスラストニードル軸受が設けられており、各スラストニードル軸受の軸方向寸法を短縮すれば、この回転伝達軸の軸方向寸法をより大きく短縮できる。そして、この回転伝達軸の曲げ剛性を確保しつつ、この回転伝達軸の外径を小さくする事が可能になる。従って、前記自動車用変速機に組み込むスラストニードル軸受の場合、僅かな軸方向寸法の短縮が、この自動車用変速機全体として、大幅な小型・軽量化に結び付く可能性がある。 By the way, with the trend of energy saving in recent years, various rotary machine devices incorporating the thrust needle bearing 1 as described above are required to be greatly reduced in size and weight. For example, it is desired to reduce the axial dimension (thickness) of the thrust needle bearing incorporated in the automobile transmission as described above while ensuring the load capacity. Reducing the axial dimension of the thrust needle bearing incorporated in the automobile transmission enables the axial dimension of the rotation transmission shaft to be shortened. A plurality of thrust needle bearings are provided around one rotation transmission shaft. If the axial dimension of each thrust needle bearing is shortened, the axial dimension of the rotation transmission shaft can be greatly shortened. And it becomes possible to make the outer diameter of this rotation transmission shaft small, ensuring the bending rigidity of this rotation transmission shaft. Therefore, in the case of a thrust needle bearing incorporated in the automobile transmission, a slight reduction in axial dimension may lead to a significant reduction in size and weight of the entire automobile transmission.
自動車用変速機に組み込んだスラストニードル軸受の軸方向寸法の短縮を図る為には、前述の図４に記載した構造から、前記両レース４ａ、４ｂを省略する事が考えられる。即ち、前記ハウジング部材等に設けた段部の軸方向側面と前記歯車等の相手部材の軸方向側面とのうちの一方又は両方の側面をスラスト軌道面とすれば、前記両レース４ａ、４ｂのうちの一方又は両方を省略して、その分、スラストニードル軸受の軸方向寸法の短縮を図れる。但し、この様な手法では、ハウジング部材や歯車等の、比較的嵩張る部材の軸方向側面を、高硬度、且つ、高精度に仕上げなければならず、加工コストが嵩む原因となる。特に、歯車に比べても更に嵩張る、ハウジング部材等の大型の部材の一部に、必要な硬度、平面精度、表面粗さ（平滑さ）を有するスラスト軌道面を形成する事は、加工コストを上昇させる程度が著しい。
In order to shorten the axial dimension of the thrust needle bearing incorporated in the automobile transmission, it is conceivable to omit both the
これに対して、前記図４に示した様な、レース４ａ、４ｂを有するスラストニードル軸受１で、これら両レース４ａ、４ｂの厚さ寸法を小さくできれば、コスト上昇を抑えつつ、このスラストニードル軸受１の軸方向寸法を短縮して、上述の様な、自動車用変速機全体として、大幅な小型・軽量化を可能にできる。例えば、両レース４ａ、４ｂの厚さ寸法を０．２〜０．４mm程度（例えば０．２５mm）にまで小さく抑え、前記各ニードル２、２の直径を１．０mmとすれば、自動車用変速機用として必要な負荷容量を確保しつつ、前記軸方向寸法を１．５mmまで小さくできて、前記大幅な小型・軽量化に寄与できる。
On the other hand, if the thickness of both the
但し、従来から知られている製造方法では、前記両レース４ａ、４ｂの厚さ寸法を０．２〜０．４mm程度にまで小さくし、しかも、前記レース部５ａ、５ｂや前記フランジ部６ａ、６ｂ、更には前記各係止部７ａ、７ｂの形状精度を確保する事が難しいだけでなく、亀裂等の損傷を発生し易い。この理由を説明する前に、先ず、従来から知られている製造方法に就いて、図７により説明する。尚、この図７には、前述の図５に示した、外周縁側にフランジ部６ａを設けた、所謂外輪と呼ばれるレース４ａの製造方法を示している。前述の図６に示した、内周縁側にフランジ部６ｂを設けた、所謂内輪と呼ばれるレース４ｂの製造方法に就いても、折り曲げ位置や折り曲げ方向が異なる以外、基本的には同様である。
However, in a conventionally known manufacturing method, the thickness of both the
従来方法では、先ず、図７の（Ａ）に示す様な板状素材８に、プレスによる打ち抜き加工を施して、図７の（Ｂ）に示す様な、円輪状の第一中間素材９とする。尚、前記板状素材８として、ＳＰＣＣ・ＳＰＣＥ材の如き冷間圧延鋼板、Ｓ＊＊Ｃ材の如き機械構造用炭素鋼の板材、ＳＣＭ材の如きクロムモリブデン鋼の板材等の、硬度がＨｖ２００以下（但し、Ｈｖ１００以上）で、焼き入れ可能な鉄系合金を使用する。又、実際の場合には、前記板状素材８は、アンコイラから引き出した長尺なものであり、前記第一中間素材９は、この長尺な板状素材８を千鳥配置状に板取りして、スクラップを少なく抑える。この第一中間素材９には、プレスによる曲げ加工を施して、図７の（Ｃ）に示す様な第二中間素材１０とする。この第二中間素材１０は、円輪状のレース部５ａと、このレース部５ａの外周縁から軸方向に折れ曲がった、円筒状のフランジ部６ａとが設けられている。前記第二中間素材１０には、更にプレスによる曲げ加工を施して、前記フランジ部６ａの先端縁の複数個所に係止部７ａ、７ａを形成し、図７の（Ｄ）に示した第三中間素材１１とする。従来方法の場合には、前記板状素材８からこの第三中間素材１１を得るまでの過程で、特に熱処理を行わない。従って、この第三中間素材１１の硬度は、一部が加工硬化により硬くなってはいるが、基本的にはＨｖ２００以下のままである。そこで、前記第三中間素材１１に、焼き入れ、窒化、浸炭窒化等の、硬度を高くする為に必要な熱処理を施して、硬度をＨｖ６００〜８００にまで高くし、図７の（Ｅ）に示したレース４ａとして完成する。
In the conventional method, first, a plate-
上述の様な従来の製造方法によれば、前記板状素材８として或る程度大きな厚さ寸法（例えば０．５〜１．０mm程度）を有するものを使用すれば、前記レース部５ａ、５ｂや前記フランジ部６ａ、６ｂ、更には前記各係止部７ａ、７ｂの形状精度を確保し易く、亀裂等の損傷の発生も抑えられる。但し、前述した様に、厚さ寸法が０．２〜０．４mm程度のレース４ａ、４ｂを得るべく、前記板状素材８の厚さ寸法をこれに合わせて小さくすると、前記従来の製造方法では、必要な性能を有するレース４ａ、４ｂを得る事が難しくなる。この理由は、図７の（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）に示した、第一中間素材９を、第二中間素材１０を経て、第三中間素材１１に曲げ加工する過程で、この第三中間素材１１の内部に生じた残留応力に基づき、図７の（Ｄ）→（Ｅ）に示した熱処理時に、前記フランジ部６ａ、６ｂが歪み易い為である。即ち、この熱処理に伴ってこのフランジ部６ａ、６ｂの形状が、真円ではなく、楕円形や、円周方向に関してうねった形状になり易い。
According to the conventional manufacturing method as described above, if a
そして、この様なフランジ部６ａ、６ｂの歪みは、レース部５ａ、５ｂの歪みにも繋がり、前記レース４ａ、４ｂに、必要な性能を発揮させる事ができなくなる。又、熱処理に伴って、前記フランジ部６ａ、６ｂとレース部５ａ、５ｂとを連続させている折り曲げ部（曲げＲ部）に、亀裂等の損傷を発生する可能性もある。更には、前記フランジ部６ａ、６ｂの厚さ寸法が小さい分、前記各係止部７ａ、７ｂ部分に供給する金属材料の量が少なく、これら各係止部７ａ、７ｂの突出量を確保できなくなったり、これら各係止部７ａ、７ｂの形成に伴って、前記フランジ部６ａ、６ｂの歪みが著しくなる可能性がある。この結果、前記レース４ａ、４ｂと保持器３（図４参照）との係合が外れ易くなって、組立後のスラストニードル軸受１の構成各部材２、３、４ａ、４ｂ（図４参照）の分離防止が不確実になり易い。
Such distortion of the
勿論、レースとして単なる円輪状のもの（円筒状のフランジ部及び係止部を持たないもの）を使用すれば、前記レースの板厚を十分に小さく抑えて、ハウジング等の大型の部材の一部にスラスト軌道面を形成する事なく、スラストニードル軸受の軸方向寸法を十分に小さくできる。但し、この様な構造のスラストニードル軸受は、回転支持部に組み込む以前の状態で、構成各部材が分離し易く、自動車用変速機等の各種回転機械装置の組立作業の能率化を妨げる為、採用する事が難しい場合が多い。 Of course, if a race is a simple ring-shaped one (one that does not have a cylindrical flange portion and a locking portion), a part of a large-sized member such as a housing can be obtained by sufficiently reducing the thickness of the race. Therefore, the axial dimension of the thrust needle bearing can be made sufficiently small without forming a thrust raceway surface. However, the thrust needle bearing of such a structure is in a state before being incorporated in the rotation support portion, so that the constituent members are easily separated and hinders the efficiency of the assembly work of various rotary machine devices such as an automobile transmission. It is often difficult to adopt.
本発明は、上述の様な事情に鑑み、薄肉で、且つ、必要とする性能を確保でき、しかも、必要に応じて、スラストニードル軸受を構成する他の部材と非分離に組み合わせられるスラストニードル軸受用レースの製造方法を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention is a thrust needle bearing that is thin and can secure required performance, and can be combined with other members constituting the thrust needle bearing in a non-separable manner as necessary. The invention was invented to realize a method for manufacturing a race.
本発明のスラストニードル軸受用レースの製造方法及びスラストニードル軸受のうち、請求項１に記載したスラストニードル軸受の製造方法は、鉄系合金板製で、円輪状のレース部と、このレース部の周縁部を軸方向に曲げ形成する事により造られた円筒状のフランジ部とを備えたスラストニードル軸受用レースを製造する為の方法である。 Among the thrust needle bearing race manufacturing method and thrust needle bearing according to the present invention, the thrust needle bearing manufacturing method according to claim 1 is made of an iron-based alloy plate and has an annular race portion, This is a method for manufacturing a thrust needle bearing race having a cylindrical flange portion formed by bending a peripheral edge portion in an axial direction.
この様な本発明のスラストニードル軸受用レースの製造方法では、先ず、板状素材を熱処理により、前記レース部に必要とされる硬さを、例えばＨｖ６００〜８００若しくはそれ以上にまで硬くする。尚、前記板状素材として好ましくは、請求項６に記載した発明の様に、厚さが０．２〜０．４mmのものを使用する。
上述の様に、前記板状素材を前記レース部に必要とされる硬さにまで熱処理硬化させた後、この板状素材に打ち抜き加工を施して、円輪状の中間素材とする。
次いで、この中間素材のうち、前記レース部となるべき部分の硬度を低下させずに、少なくともこの中間素材の径方向中間部で前記レース部と前記フランジ部との折れ曲がり部となるべき部分の硬度を全周に亙って、高周波焼鈍により、例えばＨｖ２００〜４００程度にまで低下させる。
次いで、前記レース部に対して前記フランジ部を曲げ形成する。
In such a method for manufacturing a thrust needle bearing race of the present invention, first, the hardness required for the race portion is hardened to , for example, Hv 600 to 800 or more by heat treatment of the plate material. The plate-like material preferably has a thickness of 0.2 to 0.4 mm as in the invention described in claim 6.
As described above, after the plate-shaped material is heat-treated and cured to a hardness required for the race portion, the plate-shaped material is punched into an annular material.
Next, in this intermediate material, without reducing the hardness of the portion to be the race portion, at least the hardness of the portion to be the bent portion of the race portion and the flange portion at the radial intermediate portion of the intermediate material Is lowered to, for example, about Hv 200 to 400 by high-frequency annealing.
Next, the flange portion is bent with respect to the race portion.
上述の様な本発明を実施する場合、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記フランジ部の先端縁部に、この先端縁部を、径方向に関して前記レース部の側に曲げ形成する事により係止部とするスラストニードル軸受用レースを造る。この為に、前記中間素材に対し、前記折れ曲がり部となるべき部分に加えて前記係止部となるべき部分の硬度に就いても、高周波焼鈍により低下させてから、前記レース部に対して前記フランジ部を曲げ形成して第二中間素材とする。その後、このフランジ部の先端縁部を曲げ形成して前記係止部とする。
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項３に記載した発明の様に、前記折れ曲がり部となるべき部分、及び、前記係止部となるべき部分の硬度を、局部的に低下させる。
或いは、請求項１〜３に記載した発明を実施する場合に、請求項４に記載した発明の様に、前記中間素材のうち、前記折れ曲がり部となるべき部分から外周縁に掛けての部分の硬度を、全周に亙って低下させる事もできる。
When carrying out the present invention as described above , for example, as in the invention described in
When carrying out the invention described in
Alternatively, when the invention described in claims 1 to 3 is carried out, as in the invention described in claim 4 , the portion of the intermediate material that hangs from the portion that should be the bent portion to the outer peripheral edge. The hardness can be lowered over the entire circumference.
或いは、上述の様な本発明を実施する場合、例えば請求項５に記載した発明の様に、前記中間素材の径方向中間部で前記レース部と前記フランジ部との折れ曲がり部となるべき円環状部分のみの硬度を、局部的に低下させる。そして、この円環状部分よりも径方向内側に加えて、径方向外側に関しても、硬度を低下させない。
又、請求項７に記載したスラストニードル軸受の発明は、放射方向に配列された複数のニードルと、全体を円輪状に造られてこれら各ニードルを転動自在に保持する保持器と、円輪状のレース部及びこのレース部の周縁部を軸方向に曲げ形成する事により造られた円筒状のフランジ部を備えたレースとを備える。
特に、請求項７に記載したスラストニードル軸受に於いては、このレースが請求項１〜６のうちの何れか１項に記載された製造方法により造られたものである。
Alternatively, when carrying out the present invention as described above, for example, as in the invention described in claim 5, an annular shape that should be a bent portion between the race portion and the flange portion at a radially intermediate portion of the intermediate material. The hardness of only the part is locally reduced. Further, in addition to the inner side in the radial direction than the annular portion, the hardness is not lowered also on the outer side in the radial direction.
Further, the invention of the thrust needle bearing according to claim 7 includes a plurality of needles arranged in a radial direction, a cage that is formed in an annular shape as a whole and holds these needles in a freely rolling manner, and an annular shape. And a race provided with a cylindrical flange portion formed by bending the peripheral portion of the race portion in the axial direction.
In particular, in the thrust needle bearing described in claim 7, the race is manufactured by the manufacturing method described in any one of claims 1-6 .
上述の様に構成する本発明のスラストニードル軸受用レースの製造方法によれば、薄肉で、且つ、必要とする性能を確保でき、しかも、スラストニードル軸受を構成する他の部材と非分離に組み合わせられるスラストニードル軸受用レースを得られる。 According to the manufacturing method of the thrust needle bearing race of the present invention configured as described above, the required performance can be ensured with a thin wall, and combined with the other members constituting the thrust needle bearing in a non-separable manner. The thrust needle bearing race can be obtained.
本発明の実施の形態の１例に就いて、図１を参照しつつ説明する。尚、この図１には、外周縁側にフランジ部６ａを設けた、所謂外輪と呼ばれるレース４ａの製造方法を示しているが、所謂内輪と呼ばれるレース４ｂ（図４、６参照）に就いても、折り曲げ位置や折り曲げ方向を変えるのみで、同様に実施できる。
先ず、図１の（Ａ）に示す様な板状素材８ａに熱処理を施す事により、レース部５ａに必要とされるＨｖ６００〜８００にまで硬くして、図１の（Ｂ）に示した第一中間素材１２とする。尚、この第一中間素材１２に関しても、特許請求の範囲に記載した板状素材に相当する。即ち、特許請求の範囲中の「板状素材」の語には、前記「板状素材８ａ」に加えて、「前記第一中間素材１２」も含む。この板状素材８ａは、ＳＰＣＣ・ＳＰＣＥ材の如き冷間圧延鋼板、Ｓ＊＊Ｃ材の如き機械構造用炭素鋼の板材、ＳＣＭ材の如きクロムモリブデン鋼の板材等の、Ｈｖ２００以下（但し、Ｈｖ１００以上）の硬度を有し、焼き入れ、焼き戻しが可能な鉄系合金製で、厚さが０．２〜０．４mmの鉄系合金製の薄板材を使用する。
An example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 shows a method of manufacturing a so-called
First, the plate-shaped material 8a as shown in FIG. 1A is heat-treated to harden the Hv 600 to 800 required for the
尚、前記板状素材８ａとしては、アンコイラから引き出した長尺なものを使用する。前記第一中間素材１２を得る為の熱処理を能率良く行う為には、連続熱処理炉で前記長尺なままの前記板状素材８ａを熱処理硬化させる事が好ましい。但し、連続熱処理炉を設置する為には設備費が相当に嵩む。従って、全体としてのコスト低減を考慮して、長尺な板材をバッチ炉に収められる程度に切断してから、前記第一中間素材１２を得る為の熱処理を行っても良い。但し、切断後の板材からも、次述する第二中間素材１３を複数枚、できるだけスクラップを少なくして得られる様に、前記切断後の板材の形状及び大きさを規制する。 In addition, as the said plate-shaped raw material 8a, the elongate thing pulled out from the uncoiler is used. In order to efficiently perform the heat treatment for obtaining the first intermediate material 12, it is preferable to heat cure the plate-like material 8a that is long in a continuous heat treatment furnace. However, in order to install a continuous heat treatment furnace, the equipment cost is considerably increased. Therefore, in consideration of cost reduction as a whole, heat treatment for obtaining the first intermediate material 12 may be performed after cutting a long plate material to such an extent that it can be accommodated in a batch furnace. However, the shape and size of the cut plate material are regulated so that a plurality of second intermediate materials 13 described below can be obtained from the cut plate material with as little scrap as possible.
上述の様に、前記板状素材８ａを前記レース部５ａに必要とされる、Ｈｖ６００〜８００の硬さにまで熱処理硬化させて前記第一中間素材１２とした後、この第一中間素材１２に、プレスによる打ち抜き加工を施して、図１の（Ｃ）に示した、円輪状の第二中間素材１３とする。この「第二中間素材１３」が、特許請求の範囲に記載した「中間素材」に相当する。
この様に、硬さがＨｖ６００〜８００で円輪状の第二中間素材１３を得たならば、次いで、この第二中間素材１３のうちで図１の（Ｄ）に斜格子で示した部分の硬度を、高周波焼鈍により、例えば６００〜８００℃程度の処理温度で局部的に、例えばＨｖ２００〜４００程度にまで低下させ、第三中間素材１４とする。即ち、前記第二中間素材１３のうち、径方向中間部で前記レース４ａとして完成した状態で、前記レース部５ａとフランジ部６ａとの折れ曲がり部（曲げＲ部）となるべき部分の硬度を全周に亙って低下させる。又、前記第二中間素材１３の外周縁の円周方向等間隔複数箇所（図示の例では４箇所）位置で、前記レース４ａとして完成した状態で係止部７ａ、７ａとなるべき部分の硬度に就いても、同様の（同時に行う）高周波焼鈍により局部的に硬度を、やはりＨｖ２００〜４００程度にまで低下させる。
As described above, after the plate material 8a is heat-cured to the hardness of Hv 600 to 800 required for the
In this way, if the second intermediate material 13 having an annular shape with a hardness of Hv 600 to 800 is obtained, the portion of the second intermediate material 13 indicated by the diagonal lattice in FIG. The hardness is locally reduced to, for example, about Hv 200 to 400, for example, at a processing temperature of about 600 to 800 ° C. by high-frequency annealing to obtain the third
上述の様な、部分的に硬度を低下させた、円輪状の第三中間素材１４を得た後、図１の（Ｄ）→（Ｅ）に示す様に、この第三中間素材１４の径方向に関して中間部乃至内端部である前記レース部５ａに対して、外径側端部を、軸方向に片側に向け直角に折り曲げて、前記フランジ部６ａを有する第四中間素材１５とする。この第四中間素材１５が、特許請求の範囲（請求項２）中の第二中間素材に相当する。この第四中間素材１５を得る為の折り曲げ加工は、前記第三中間素材１４の径方向中間部に存在する円環状焼鈍部１６部分で行う。この為、前記レース部５ａの硬度がＨｖ６００〜８００と高いにも拘らず、前記折り曲げ加工は無理なく行う事ができ、折り曲げ部に亀裂等の損傷が発生したり、前記フランジ部６ａや前記レース部５ａの形状が歪む事もない。
After obtaining the annular
上述の様な第四中間素材１５を得た後、前記フランジ部６ａの先端縁部の円周方向複数箇所（図示の例では円周方向等間隔４箇所）を径方向内方に曲げ形成する事により、図１の（Ｆ）に示す様に、それぞれの部分に係止部７ａ、７ａを形成し、レース４ａとして完成する。これら各係止部７ａ、７ａとなるべき、図１の（Ｄ）に示した各部分焼鈍部１７、１７の硬度に就いても、高周波焼鈍により局部的に低下している為、前記フランジ部６ａが薄肉であっても、前記各係止部７ａ、７ａを、亀裂を発生させたり前記フランジ部６ａを歪ませずに、径方向に関する突出量を十分に確保して加工できる。
以上、図１の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）→（Ｆ）の工程により造られる
前記レース４ａのうち、前記レース部５ａ部分の硬度は、図１の（Ｂ）での焼き入れ工程でＨｖ６００〜８００に高くされたままである。従って、前記レース部５ａ部分の転がり疲れ寿命は、十分に確保できる。しかも、このレース部５ａ部分は、平板のうちに焼き入れ硬化されていて、その後熱処理を受けない為、うねり等の変形を生じる事はない。
After obtaining the fourth intermediate material 15 as described above, a plurality of circumferential positions (four circumferentially equidistant positions in the illustrated example) at the front end edge of the
1A, 1B, 1C, 1D, 1E, and 1F, the hardness of the
上述の様にして造られるスラストニードル軸受用のレース４ａは、薄肉で、且つ、必要とする性能を確保できる。即ち、前記レース５ａ部分の平面度を十分に確保して、ニードル２、２（図４参照）の転動面との転がり接触部の面圧分布の状態を良好にできる。又、前記各係止部７ａ、７ａの突出量を確保し、且つ、前記フランジ部６ａの歪みを抑えられる。この為、前記レース４ａと保持器３（図４参照）との分離防止も確実に図れる。この結果、必要とする性能を確保しつつ、自動車用変速機等の、各種回転機械装置の小型・軽量化に寄与できる。
The thrust
本発明を実施する場合に、レースと保持器との分離防止の為、フランジ部の先端縁部に形成する係止部の形状は特に限定しない。従来から知られている各種形状を採用できる。例えば、図２の（Ａ）及び図３の（Ａ）に示した様に、軸方向から見た形状が部分円弧状のもの、図２の（Ｂ）及び図３の（Ｂ）（Ｃ）に示す様に、矩形若しくは台形で、円周方向に関して所定の寸法を有するもの、図２の（Ｃ）及び図３の（Ｄ）に示す様に、全周に亙って連続するものが採用可能である。 When carrying out the present invention, the shape of the locking portion formed at the front end edge of the flange portion is not particularly limited in order to prevent separation of the race and the cage. Conventionally known various shapes can be employed. For example, as shown in FIGS. 2 (A) and 3 (A), the shape viewed from the axial direction is a partial arc shape, FIGS. 2 (B) and 3 (B) (C). As shown in Fig. 2, a rectangular or trapezoidal shape with a predetermined dimension in the circumferential direction, and a continuous shape as shown in Fig. 2 (C) and Fig. 3 (D) are adopted. Is possible.
又、本発明の製造方法により造られたレースを組み込んで構成するスラストニードル軸受の構造に関しては、少なくとも１枚のレースを備えたものである事が必要であるが、必ずしも１対のレースにより各ニードルを挟持する構造である必要はない。例えば、自動車用変速機に組み込むスラストニードル軸受は、前述した様に、歯車の軸方向側面とハウジング等の軸方向側面との間に挟持する場合がある。この様な構造の場合、ハウジング部材の側面に直接スラスト軌道面を形成する事はかなり面倒であるが、前記歯車の軸方向側面に直接スラスト軌道面を形成する事は、比較的容易に行える場合もある。この様な場合に、１枚のレースのみを備えたスラストニードル軸受を、この１枚のみのレースを前記ハウジング部材の側面に添設する状態で使用すれば、前記自動車用変速機を、より小型・軽量化できる。 Further, regarding the structure of the thrust needle bearing configured by incorporating the race produced by the manufacturing method of the present invention, it is necessary to have at least one race, but each pair of races is not necessarily provided. It is not necessary to have a structure for sandwiching the needle. For example, as described above, a thrust needle bearing incorporated in a transmission for an automobile may be sandwiched between an axial side surface of a gear and an axial side surface of a housing or the like. In the case of such a structure, it is quite troublesome to form the thrust raceway surface directly on the side surface of the housing member, but it is relatively easy to form the thrust raceway surface directly on the axial side surface of the gear. There is also. In such a case, if a thrust needle bearing having only one race is used in a state in which only one race is attached to the side surface of the housing member, the automobile transmission can be made smaller.・ Weight can be reduced.
尚、本発明の効果を顕著に得る為には、前述した様に、板状素材（レースのうちのレース部）の厚さが０．２〜０．４mmの範囲で実施する事が好ましい。この厚さが０．４mmを越える場合には、前述の図７に示した従来の製造方法でも、熱処理時の条件を規制する事により、必要な性能を発揮できるレースを得られる可能性がある。これに対して、前記厚さが０．２mm未満の場合には、レースを添設するバックアップ面の性状（平面度）を相当に良好にしないと、レース部のスラスト軌道面の平面度を十分に確保できなくなる可能性がある。しかも、厚さが０．２mm未満の鋼板は、圧延成形による加工が難しく、高価になる為、低コスト化の面からも、あまり実用的ではない。この様な理由で、上述の様に、板状素材の厚さが０．２〜０．４mmの条件下で実施する事が好ましいが、この範囲から多少外れた範囲でも、本発明の効果を或る程度得られる。例えば、前記厚さが０．１５〜０．２mmの範囲内で実施する場合に、前記バックアップ面の性状を、当該バックアップ面をそのままスラスト軌道面として利用する事はできないにしても、前記レース部の平面度を確保できる程度に良好にすれば、本発明を実施するメリットがある。又、前記厚さが０．４〜０．５mmの範囲で実施する場合には、熱処理時の条件を、前記従来方法の場合ほど厳密に規制する必要がなくなると言ったメリットを得られる。 In order to obtain the effect of the present invention remarkably, as described above, it is preferable that the thickness of the plate-shaped material (lace part of the race) is in the range of 0.2 to 0.4 mm. If this thickness exceeds 0.4 mm, the conventional manufacturing method shown in FIG. 7 may be able to obtain a race capable of exhibiting the required performance by regulating the conditions during the heat treatment. . On the other hand, when the thickness is less than 0.2 mm, the flatness of the thrust raceway surface of the race portion is sufficient unless the property (flatness) of the backup surface to which the race is attached is considerably improved. May not be able to be secured. In addition, a steel sheet having a thickness of less than 0.2 mm is difficult to process by rolling and is expensive, so it is not very practical from the viewpoint of cost reduction. For this reason, as described above, it is preferable that the thickness of the plate-shaped material is 0.2 to 0.4 mm. However, the effect of the present invention can be achieved even in a range slightly deviating from this range. To some degree. For example, in the case where the thickness is in the range of 0.15 to 0.2 mm, the properties of the backup surface can be used even if the backup surface cannot be used as a thrust track surface as it is. There is a merit of carrying out the present invention if it is made good enough to ensure the flatness. Further, when the thickness is in the range of 0.4 to 0.5 mm, it is possible to obtain an advantage that the conditions during the heat treatment do not need to be strictly regulated as in the case of the conventional method.
又、本発明のスラストニードル軸受用レースの製造方法は、レース部の周縁部に円筒状のフランジ部を設けただけで、このフランジ部の端縁部に係止部を持たないレースを造る場合に利用する事もできる。即ち、レースと保持器との分離防止を図る為に、レースのフランジ部に、このレースとは別体の分離防止環を嵌合固定し、この分離防止環と保持器とを係合させて、これらレースと保持器との分離防止を図る構造も、従来から知られている。この様な構造を構成するレースの製造に本発明を適用する場合には、特許請求の範囲中の請求項１に記載した発明の様に、レース部とフランジ部との折れ曲がり部となるべき部分のみを焼鈍すれば良い。 Further, the manufacturing method of the thrust needle bearing race of the present invention is a case where a race without a locking portion is formed at the end edge of the flange portion only by providing a cylindrical flange portion at the peripheral portion of the race portion. It can also be used. That is, in order to prevent separation of the race and the cage, a separation prevention ring separate from the race is fitted and fixed to the flange portion of the race, and the separation prevention ring and the cage are engaged. A structure for preventing separation between the race and the cage is also conventionally known. When the present invention is applied to the manufacture of a race that constitutes such a structure, as in the invention described in claim 1 in the claims, a portion that should be a bent portion between the race portion and the flange portion. Only need to be annealed.
又、本発明を実施する場合に、図１の（Ｃ）に示した第二中間素材１３から同じく（Ｄ）に示した第三中間素材１４を得る場合に、レース部５ａとなるべき、これら両中間素材１３、１４の径方向中間部乃至内周縁部の硬度を低下させない事は必要である。但し、前記レース５ａとなるべき部分よりも径方向外寄り部分の硬度に関しては、全体を高周波焼鈍により低下させても良い。即ち、図１の（Ｄ）に示した第四中間素材１４のうち、円環状焼鈍部１６、及び、この円環状焼鈍部１６よりも径方向外寄り部分全体の硬度を、高周波焼鈍により低下させても良い。この径方向外寄り部分全体を曲げ起こして形成するフランジ部６ａに関しては、特に高い硬度を要求されない為、この径方向外寄り部分全体を焼鈍しても、レース４ａとして、十分な性能を得られる。又、この部分全体を焼鈍する事により、前記フランジ部６ａ及び係止部７ａ、７ａの曲げ形成作業も容易になる。
Further, when the present invention is carried out, when the third
更に、本発明は、前述の図４に示した様な構造のスラストニードル軸受に限らず、図８の（Ａ）〜（Ｃ）に示した様なスラストニードル軸受１ａ〜１ｃに関して実施する事もできる。これら各スラストニードル軸受１ａ〜１ｃは何れも、ぞれぞれが断面コ字形で全体が円輪状である１対の素子を最中状に組み合わせて成る、保持器３ａを備える。このうち、図８の（Ａ）に示したスラストニードル軸受１ａは、１対のレース４ａ、４ｂにより各ニードル２、２を挟持している。これに対して、図８の（Ｂ）に示したスラストニードル軸受１ｂは、所謂外輪と呼ばれるレース４ａを、同じく（Ｃ）に示したスラストニードル軸受１ｃは、所謂内輪と呼ばれるレース４ｂを、各ニードル２、２の片側にのみ設けている。
Furthermore, the present invention is not limited to the thrust needle bearing having the structure as shown in FIG. 4 described above, but may be implemented with respect to the
１、１ａ、１ｂ、１ｃ スラストニードル軸受
２ ニードル
３、３ａ 保持器
４ａ、４ｂ レース
５ａ、５ｂ レース部
６ａ、６ｂ フランジ部
７ａ、７ｂ 係止部
８、８ａ 板状素材
９ 第一中間素材
１０ 第二中間素材
１１ 第三中間素材
１２ 第一中間素材
１３ 第二中間素材
１４ 第三中間素材
１５ 第四中間素材
１６ 円環状焼鈍部
１７ 部分焼鈍部
1, 1a, 1b, 1c
Claims (7)
A plurality of needles arranged in a radial direction, a cage that is formed in an annular shape and holds the needles in a freely rolling manner, an annular race portion, and a peripheral portion of the race portion are bent in an axial direction. A thrust needle bearing including a race having a cylindrical flange portion formed by forming the race by a manufacturing method according to any one of claims 1 to 6. Thrust needle bearing characterized by being made.
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