WO2007142298A1 - シールリング付シェル型ニードル軸受及びその製造方法 - Google Patents

シールリング付シェル型ニードル軸受及びその製造方法 Download PDF

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WO2007142298A1
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seal ring
shell
needle bearing
peripheral surface
cage
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PCT/JP2007/061550
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Tomohiro Kudou
Kazuto Kobayashi
Keiichi Horino
Kiyoshi Ootsuka
Isao Shintou
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Nsk Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a seal type needle bearing with a seal ring and a manufacturing method thereof.
  • Shell-type needle roller bearings have a reduced profile with a bearing cross-section height of 1.5 to 2.5mm, and a seal ring to provide the same amount of lubricant penetrating oil as the bush.
  • a seal ring to provide the same amount of lubricant penetrating oil as the bush.
  • a shell-type needle bearing 100 shown in FIG. 21 includes a shell (a brazed outer ring) 101, a cage 102, and a plurality of needles 103, and has a bearing cross-sectional height of about 1.5 mm, and It has a shaft diameter of 17-33mm.
  • a shell type needle bearing 110 shown in FIG. 22 includes a seal ring 114 having a cross-sectional height of about 2 mm and controlling the amount of penetrating oil in addition to the chenole 111, the cage 112, and the plurality of needles 113. , Bearing section height of 3 to 3.5 mm, and shaft diameter of 13 to 43 mm.
  • the seal ring 114 of the shell-type needle bearing 110 shown in Fig. 22 is subjected to shell Ij processing, and heat treatment after shell processing is performed to prevent wear due to contact with the mating member. Has been.
  • Patent Document 1 JP-A-6-294418
  • Patent Document 2 JP 2000-291669 A
  • Patent Document 3 Actual Fairness 6-23776
  • the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a shell-type needle bearing with a seal ring that has a good dimensional accuracy and can control the amount of oil penetrating. It is in providing the manufacturing method.
  • a shell having a raceway surface on an inner peripheral surface or an outer peripheral surface and flange portions on both ends;
  • a cage having a plurality of pockets in the circumferential direction
  • a cylindrical seal ring provided between the end face of the cage and the flange portion, either inside or outside the shell;
  • a shell type needle bearing with a seal ring comprising:
  • the seal ring comprises a floating seal and is formed by press working.
  • the shell type needle bearing with seal ring of the present invention and the manufacturing method thereof are formed by press working the seal ring, so that the seal ring can have good dimensional accuracy and wear due to contact with the mating member. Can be prevented.
  • the seal ring since it has a seal ring, the amount of oil penetrating can be controlled.
  • the seal ring is a floating seal, torque can be reduced compared to contact seals.
  • the seal ring is molded by press work and is subjected to wear resistance treatment, wear of the seal ring due to sliding contact with the flange portion provided at the end of the shell can be prevented.
  • the nitriding treatment is performed at a low temperature as the wear-resistant treatment, the wear resistance can be improved while preventing deformation of the seal ring accompanying the wear-resistant treatment, and a thin seal ring is manufactured with high accuracy. be able to.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a shell-type needle bearing with a seal ring according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 Cross-sectional views showing the processing steps of the first example of a seal ring
  • A is a metal plate
  • B is a punched inner diameter
  • C is a burring
  • D is compression molding
  • E shows the cylindrical part cut
  • F shows the inner diameter ironing
  • G shows the surplus cutting
  • H shows the re-ironing.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a machining process of a second example of a seal ring
  • A is a coil base material
  • B is an inner diameter puncher
  • C is a burring
  • D is compression molding.
  • E shows the cylindrical part cut
  • F shows the ironing inside
  • G shows the surplus cut.
  • FIG. 4 In the second example, disconnection of the press device used in the separation process and the subsequent refit process.
  • a cross-sectional view showing the detachment process and the subsequent refit process in the order of force travel (A) is a state diagram before force train, (B) is a state diagram during processing, (C) Is a state diagram in which the ring is returned to the original state of the coil base material.
  • a cross-sectional view showing the handling process and the subsequent refit process in the order of force travel (A) is a state diagram before processing, (B) is a state diagram during processing, and (C) is a ring diagram. Is a state diagram in which the coil base material is returned to the original state.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the processing steps of the third example of the seal ring, (A) is the coil base material, (B) is the inner diameter removed, (C) is the burring, (D) is the compression molding (E) shows the cylindrical part cut, (F) shows the ironing inside, and (G) shows the surplus cut.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the processing steps of the fourth example of the seal ring,
  • A) is the coil base material
  • B) is the inner diameter removed
  • C) is the burring
  • D) is the compression molding
  • E) shows the cylindrical part cut
  • F shows the ironing inside
  • G shows the surplus cut.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a machining process of a fifth example of a seal ring
  • A is a material metal plate
  • B is an inner diameter puncher
  • C is a burring
  • D is a cylindrical shape
  • E shows cold rolling.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • FIG. 13 (A) is an enlarged view of the buttock of FIG. 12, showing a state before the start of the cold rolling force, and (B) showing a state after the processing.
  • a cross-sectional view showing the processing process of the sixth example of the seal ring (A) is the material metal plate, (B) is the inner diameter punching, (C) is the burring, (D) is the corner R section (E) shows the cylindrical cut, and (F) shows cold rolling.
  • FIG. 15 is an enlarged view of the XV portion of FIG. 14 (D).
  • FIG. 16 (A) is an enlarged view similar to FIG. 13, showing a state before the start of the cold rolling force, and (B) showing a state after processing.
  • FIG. 17 is a graph showing the measurement results of the dynamic tonolek of the shell type needle bearing and the bush.
  • FIG. 18 is a graph showing the measurement results of the amount of oil penetrating the shell needle bearing and bush.
  • FIG. 19 is a graph showing a comparison of the outer diameter roundness of a cage according to molding conditions and whether or not annealing is performed.
  • FIG. 20 is a graph showing the amount of warpage of the seal ring by the wear resistance treatment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a conventional shell type needle bearing.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing another conventional seal type needle bearing having a machined seal ring.
  • Shell-type needle bearing 30 with a seal ring is disposed between the gear trains in the automatic transmission, between the gear shaft and the housing, or on the side of the oil pump gear.
  • the shell type needle bearing 30 includes a shell (a brazed outer ring) 31, a cage 32, a plurality of needles 33, and a cylindrical seal ring 34.
  • the shaft (or inner ring member) is rotatably supported.
  • the shell 31 has a raceway surface 31a on the inner peripheral surface, and inward flange portions 31b and 31c on both ends.
  • the cage 32 has a plurality of pockets 32a in the circumferential direction.
  • the cage 32 is made of metal, SPCC, S10C, AISI_1010, SCM415 It is made of steel such as SK5, SUJ2, etc. and is processed by welding cage, press cage, or machining.
  • the cage 32 may be subjected to a conventional carbonitriding / salt bath soft nitriding treatment (toughtride), but is applied to a needle bearing having a shaft diameter of 40 mm or more.
  • the needle 33 may sink between the raceway surface 31 a and the outer diameter surface of the cage 32 due to the heat treatment deformation of the cage 32.
  • the cage 32 employs tuftride SQ (single quench) treatment, NV nitridation treatment, or the like.
  • polyamide 46 When the cage 32 is made of resin, polyamide 46, polyamide 66, PPS (polyphenylene sulfide), or the like is applicable.
  • Polyamide 46 can be used continuously in an environment of 150 ° C, and can be used up to 170 ° C instantaneously.
  • Polyamide 66 can be used up to 120 ° C, and PPS can be used up to 200 ° C.
  • Each resin material contains 20-30% glass fiber to improve strength.
  • the thickness of the cage is also 1 mm or less.
  • the needle 33 is rotatably held in each pocket 32a of the retainer 32 so as to be able to roll along the raceway surface 31a of the shell 31. Is given.
  • the Sino-Reling 34 is made of steel such as SPCC, SPCE, SUJ2, and the like, inside the shell 31, between the end face 32b of the cage 32 and the inward flange portion 31b on the downstream side of the lubricant flow.
  • the amount of lubricating oil that is provided and passes through the needle bearing 30 is regulated.
  • the seal ring 34 may be made of a non-ferrous metal such as copper, a copper-based alloy, aluminum, or an aluminum-based alloy as necessary.
  • the seal ring 34 is preferably SPCC or SPCE when the following processing method as in the present embodiment is used.
  • the seal ring 34 is a floating seal having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the shell 31 which is slightly larger than the outer diameter of the shaft.
  • the shell type needle bearing 30 has a bearing cross-sectional height of 1.0 to 3.5 mm, preferably 1.5 to 2.5 mm, and more preferably 1.5 to 2. Omm, and 100 mm or less.
  • the seal ring 34 disposed in the shell 31 with a thinned structure having a shaft diameter of 0.8 mm to 1.8 mm has a cross-sectional height of 1.8 mm.
  • the seal ring 34 having such a size and shape is molded and processed by pressing (in this embodiment, a dimension regulating process, a punching process, and a re-pulling process described later) or a cold rolling process.
  • the surface hardness is improved by curing, it can be manufactured without heat treatment (quenching and tempering) in the subsequent process, and it has good dimensional accuracy that does not cause deformation due to heat treatment. Further, wear resistance treatment such as nitriding treatment may be performed as necessary, such as the conditions under which the shell type needle bearing 30 is used.
  • the seal ring 34 is formed by, for example, the following processing method.
  • a metal plate 1 such as a mild steel plate or a stainless steel plate, which is a material
  • a first preliminary intermediate material 3 having a circular hole 2 is obtained.
  • the first preliminary intermediate material 3 is subjected to a burring process in which the circumference of the circular hole 2 is bent at right angles to the metal plate 1 and over the entire circumference, as shown in FIG.
  • the second preliminary intermediate material 5 having the cylindrical portion 4 is used.
  • the volume, particularly the axial length, of the cylindrical portion 4 is larger than the volume of the seal ring to be manufactured, particularly the axial length.
  • the cylindrical portion 4 of the second preliminary intermediate material 5 is subjected to plastic working in the subsequent dimension regulating step, and this cylindrical portion 4 is converted into the first intermediate cylinder shown in FIG. It is assumed that the material is 6.
  • the outer peripheral surface of the cylindrical portion 4 is constrained by a mold (not shown) having a cylindrical inner peripheral surface having a predetermined inner diameter, and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 4 is Between a pair of flat surfaces that are arranged concentrically and move in the axial direction in an unconstrained state (for example, a stepped portion formed on the inner peripheral surface of the end portion of the mold and an inner portion of the mold)
  • the cylindrical portion 4 is pressed in the axial direction to the desired dimension, that is, the axial dimension of the seal ring to be obtained (compressed in the axial direction while being plastically deformed) between the tip end face of the fitted pressing die).
  • the shaft As the plastic deformation is compressed in the direction, the outer diameter and axial dimension of the cylindrical portion 4 are restricted to predetermined values, and the surplus wall bulges inward in the radial direction so that the first intermediate cylindrical shape is It becomes material 6.
  • the inner diameter of the first intermediate cylindrical material 6 is smaller than the inner diameter of the seal ring to be obtained.
  • the first intermediate cylindrical material 6 cut off from the metal plate 1 is continuously treated to expand the inner diameter to an appropriate value (the inner diameter of the seal ring to be obtained).
  • the outer peripheral surface of the first intermediate cylindrical material 6 is constrained so that the outer diameter does not expand, and the inner diameter side of the first intermediate cylindrical material 6 is appropriate (to be obtained).
  • the handling punch By pushing the handling punch in such a manner, the surplus thickness present on the inner peripheral surface portion of the first intermediate cylindrical material 6 is collected on the other axial end ⁇ lower side of (F) in Fig. 2 ⁇ .
  • a second intermediate cylindrical material 8 having an inward flange-like surplus flange portion 7 on the inner peripheral surface of the other axial end portion is assumed.
  • This second intermediate cylindrical material 8 is sent to the next surplus removal process to remove the surplus brim portion 7.
  • the surplus punch portion is inserted by inserting a punching punch having an appropriate outer diameter (corresponding to the inner diameter of the seal ring to be obtained) inside the second intermediate cylindrical material 8. Remove 7 to obtain a seal ring 34 as shown in Fig. 2 (G).
  • the machining operation of the seal ring 34 can be completed at the stage (G) in FIG. 2 above.
  • the inner peripheral surface of the seal ring 34 at the stage (G) in FIG. If it is difficult to achieve the desired inner diameter or property, the inner surface of the seal ring 34 may be handled and rubbed with a jig as shown in FIG. 2 (H).
  • the obtained seal ring 34 is subjected to a predetermined process on the seal ring 34 and sent to a process different from the present invention.
  • the seal ring 34 which is sent to another process, is regulated to appropriate values for the outer diameter, axial dimension and inner diameter dimension. It is not necessary to cut off the axial end by turning or the like.
  • the manufacturing cost of the seal ring 34 can be kept low because it is not necessary to perform a process requiring a large amount of heating such as an extrusion process.
  • the machining method of the first example as described above is capable of industrially mass-producing, and capable of constructing, at a low cost, a series ring 34 in which the inner diameter, outer diameter, and axial dimension are regulated to appropriate values.
  • the seal ring 34 obtained has its outer diameter and axial dimension regulated in the dimension regulating process, and the inner diameter dimension regulated by the handling process and surplus removal process, respectively. This makes it possible to obtain a highly accurate cylindrical seal ring 34 in which each of these dimensions is set to an appropriate value without being scraped off.
  • the metal plate 1 is processed into the seal ring 34 by sequentially performing the steps shown in FIGS.
  • This process is substantially the same as in the case of the processing method of the first example.
  • the re-handling process as shown in Fig. 2) can be performed.
  • the feature of this example is that the metal plate 1 is a long plate that is fed from an uncoiler (not shown) and scraped by a recoiler (not shown).
  • the process shown in G) can be carried out in order.
  • the steps shown in FIGS. 3A to 3G are sequentially performed.
  • the long metal plate 1 is sealed without being cut across its entire width. Sequentially send the ring 34 as it progresses. Then, a second circular hole 10 larger than the circular hole 2 shown in FIG. 3 (B) is formed on the long metal plate 1 drawn out from the uncoiler by the cutting process shown in FIG. 3 (E). Even in the formed state, the width dimension of the metal plate 1 is secured so that both ends in the width direction of the metal plate 1 remain connected to each other ("width dimension" diameter of the second circular hole 10). To do).
  • the first intermediate cylindrical material 6 (and the second middle ring cylindrical material 8 produced in the following steps) punched from the inside of the second circular hole 10 in the separation step is subjected to predetermined processing.
  • the metal plate 1 is fed into a processing apparatus for performing the next process.
  • the process shown in FIG. 3 (A) ⁇ (G) is the same as the process shown in FIG. 2 (A) ⁇ (G) as described above. In the following, the description will be focused on the point that the above-described fitting back can be performed so that the processes shown in FIGS. 3A to 3G can be performed in order.
  • the detaching step and the fitting back step shown in FIG. 3E are performed by the cache device shown in FIG.
  • the metal plate 1 is held between the upper surface of the cylindrical die 14 and the lower surface of the holding die 12 that moves up and down in a state of being given downward elasticity, while punching.
  • the first intermediate cylindrical material 6 is pushed into the die 14 by 13, and the first intermediate cylindrical material 6 is separated from the metal plate 1.
  • a push-back die 15 provided with upward elasticity is provided on the inner diameter side of the die 14 so that upward elasticity can be applied to the first intermediate cylindrical material 6.
  • the push-back die 15 is retracted downward when the punch 13 is lowered based on the abutment between the abutting block 16 provided at the center of the upper surface and the lower end surface of the punch 13.
  • the disconnecting process and the fitting back process shown in FIG. 3 (E) are performed in the order shown in FIG. 5 (A) ⁇ (C).
  • the first intermediate cylindrical material 6 that is still bonded to the metal plate 1 is fitted into the upper end of the die 14.
  • the holding die 12 and the punch 13 are lowered, and the lower surface of the holding die 12 and the upper surface of the die 14 are moved as shown in FIG.
  • the first intermediate cylindrical material 6 is pushed into the die 14 by the punch 13 while holding the metal plate 1 between the two.
  • the first intermediate cylindrical material 6 is separated from the metal plate 1, and at the same time, the second circular hole 10 is formed in the metal plate 1.
  • the push-back die 15 that has been pushed down by the punch 13 is lowered as shown in FIG. To rise.
  • the push-back die 15 pushes the first intermediate cylindrical material 6 into the second circular hole 10 and holds it inside the second circular hole 10. Therefore, by moving the metal plate 1, the first intermediate cylindrical material 6 is sent to the next handling process and returning process shown in FIG. [0042]
  • the handling process and the fitting back process shown in FIG. 3F are performed by the processing apparatus shown in FIG. In the processing apparatus shown in FIG.
  • the metal plate 1 is restrained between the upper surface of the receiving die 18 imparted with upward elasticity and the lower surface of the cylindrical handling die 20 that moves up and down.
  • the first intermediate cylindrical material 6 is pushed into the handling die 20 by the ring punch 19.
  • the ring punch 19 is provided on the inner diameter side of the receiving die 18 so as to be able to ascend and descend independently of the receiving die 18 and to be given upward elasticity.
  • a handling punch 21 is fixed to handle the inner peripheral surface of the first intermediate cylindrical material 6 and to make the second intermediate cylindrical material 8. .
  • the ring punch 19 is installed to be movable up and down around the handling punch 21, but the maximum lift is limited by the engagement between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the handling punch 21.
  • the maximum amount of increase described above is such that the upper edge of the ring punch 19 is received by the upper end edge of the ring punch 19 in a state where the receiving mold 18 is raised most. It is positioned slightly below the upper surface of the mold 18. Further, on the inner diameter side of the die 20, a push-back die 22 provided with downward elasticity is installed.
  • the handling process and the fitting back process shown in (F) of FIG. 3 are performed in the order shown in (A) ⁇ (C) of FIG. To do.
  • FIG. 7A the first intermediate cylindrical material 6 held inside the second circular hole 10 is fitted inside the upper end of the receiving mold 18.
  • the lower end surface of the ring punch 19 is brought into contact with the upper end edge of the ring punch 19.
  • FIG. 7 (B) the handling die 20 and the push-back die 22 are lowered together with the ram 23 constituting the processing machine, and the above metal is formed on the lower surface of the handling die 20.
  • the plate 1 is pushed downward, the first intermediate cylindrical material 6 is extracted upward from the second circular hole 10 and fed into the inner diameter side of the handling die 20 by the ring punch 19.
  • the handling punch 21 is moved to the inner diameter side of the first intermediate cylindrical material 6 fed to the inner diameter side of the handling die 20 in this way. Is pushed in.
  • the inner diameter of the first intermediate cylindrical material 6 is regulated to a predetermined size, and the surplus portion is gathered at the upper end portion of the inner peripheral surface, and the surplus flange portion 7 ⁇ Fig. 3 (F) ⁇ is formed as the second intermediate cylindrical material 8.
  • the handling die 20 is moved together with the ram 23.
  • the metal plate 1 pushed down by the handling die 20 is raised together with the receiving die 18, and at the same time, the push-back die 22 is lowered relative to the handling die 20. At this time, the push-back die 22 presses the surplus rib portion 7 (see FIG. 3F) just formed on the inner peripheral surface of the upper end portion of the second intermediate cylindrical material 8 downward.
  • the second intermediate cylindrical material 8 is pushed into the second circular hole 10 and held inside the second circular hole 10.
  • FIG. 8 shows the processing method of the third example.
  • the second cylindrical intermediate material 8 is extracted from the second circular hole 10 of the metal plate 1 and reinserted in the handling process and the fitting back process shown in FIG.
  • the processing method of the second example described above for the metal plate 1 The case is upside down. It goes without saying that the configuration of the machining apparatus shown in FIGS.
  • the configuration of the other parts is the same as the processing method of the second example described above, and thus a duplicate description is omitted.
  • Fig. 9 shows the processing method of the fourth example.
  • the detaching step can be set at an arbitrary timing after the burring step, taking into consideration the ease of the processing operation and ensuring the processing accuracy.
  • the shell type needle roller bearing 30 with the seal ring of the present embodiment is formed with the seal ring 34 by press working, so that the seal ring 34 can have good dimensional accuracy, and the mating member and Wear due to contact can be prevented. Further, the amount of penetrating oil can be controlled by having the seal ring 34. Further, since the seal ring 34 is a floating seal, the torque can be reduced compared to the contact seal. It is preferable that the seal ring 34 has a bearing cross-sectional height of 1.0 to 2.5 mm, so that the thickness can be reduced.
  • the seal ring processing method of this example is as follows. First, a long metal plate drawn out from an uncoiler is punched into a circular shape by a press or the like, so that a metal plate as shown in FIG.
  • the first preliminary intermediate material 3 includes an inner diameter of the first preliminary intermediate material 3 as a second step.
  • a burring process is performed to bend the bent part perpendicular to the axial direction. This burring process
  • the first preliminary intermediate material 3 is sandwiched from both sides in the axial direction by a pair of holding dies in the first preliminary intermediate material 3. This is done by pushing a punch die into the inner diameter part of material 3.
  • the burring carriage performed in this way includes a cylindrical portion 4 and an axial end portion 9 of the cylindrical portion 4 that is bent outward in the radial direction.
  • the second preliminary intermediate material 5 is L-shaped in cross section and has an annular shape as a whole. According to the method for processing a seal ring of the present invention, a highly accurate thin ring is made from the cylindrical portion 4 of the second preliminary intermediate material 5.
  • a portion of the outward flange 9 that is present radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 4 is an annular scrap 52 ⁇ FIG. (See (D), lower row) ⁇ .
  • the second preliminary intermediate material 5 is subjected to punching by pressing or the like in the subsequent third step, the outward flange 9 is removed, and the upper part of FIG.
  • the outer diameter of the first intermediate cylindrical material 6 matches the outer diameter of the seal ring 34 to be manufactured.
  • the first intermediate cylindrical material 6 obtained in this way is subjected to cold rolling in the subsequent fourth step. Then, the inner and outer diameters and the cross-sectional shape of the first intermediate cylindrical material 6 are adjusted by the plastic cage by the cold rolling process, and the required shape accuracy and the required shape accuracy as shown in FIG.
  • the seal ring 34 has dimensional accuracy. The cold rolling process for processing the first intermediate cylindrical material 6 into the seal ring 34 will be described in more detail with reference to FIGS.
  • the first intermediate cylindrical material 6 is internally fitted and supported by an annular die 40.
  • the die 40 has inner and outer peripheral surfaces that are concentric cylindrical surfaces, and each outer peripheral surface is brought into contact with the outer peripheral surface of the die 40 by rolling force S. Only rotation is supported (with radial displacement prevented).
  • the die 40 has an inner diameter that matches the outer diameter of the seal ring 34 (and the first intermediate cylindrical material 6) to be manufactured.
  • the first intermediate cylindrical material 6 is held on the inner peripheral surface of the die 40. In this state, the first intermediate cylindrical material 6 is moved by the pressing roller 41. Press toward the inner peripheral surface of the die 40 in the direction of the arrow in FIG.
  • a concave groove 42 is formed over the entire circumference of the pressing roller 41 at a portion aligned with the first intermediate cylindrical material 6 on the outer peripheral surface of the intermediate portion.
  • the cross-sectional shape of the concave groove 42 is rectangular, and the width dimension in the axial direction matches the width dimension of the seal ring 34 to be formed. Further, the depth of the concave groove 42 in the radial direction of the pressing roller 41 is set to be equal to or smaller than the thickness dimension of the scenery ring 34 to be formed.
  • the die 40 supports the pressing force of the pressing roller 41 while rotating in the same direction as the rotation direction of the pressing roller 41.
  • the first intermediate cylindrical material 6 also rotates together with the die 40. Accordingly, a portion of the first intermediate cylindrical material 6 that is strongly restrained between the inner peripheral surface of the die 40 and the inner surface of the concave groove 42 continuously changes in the circumferential direction. As a result, the cross-sectional shape of the first intermediate cylindrical material 6 changes as shown in (A) ⁇ (B) of FIG. 13 over the entire circumference.
  • the first intermediate cylindrical material 6 is plastically deformed so that the cross-sectional shape of the first intermediate cylindrical material 6 matches the inner peripheral surface of the die 40 and the inner surface of the concave groove 42 to form the seal ring 34. That is, at the time of the fourth step performed using the die 40 and the pressing roller 41, the outer diameter and the outer peripheral surface of the first intermediate cylindrical material 6 are not changed, and the inner diameter and the inner peripheral surface are not changed. Process the seal ring 34 by changing the shape.
  • First step The first preliminary intermediate material 3 in a ring shape is formed by punching a metal plate.
  • the first preliminary intermediate material 3 is bent from the cylindrical portion 4 and one axial end of the cylindrical portion 4 by applying a burring force to bend the portion near the inner diameter of the first preliminary intermediate material 3 at right angles to the axial direction.
  • a second preliminary intermediate material 5 having an L-shaped cross section and an annular shape as a whole, having an outward flange 9 bent outward in the direction.
  • “Third step” The second intermediate intermediate material 5 is removed from the outward flange 9 to form a cylindrical first intermediate material. Cylindrical material 6 is used.
  • “Fourth step” The inner and outer diameters and the cross-sectional shape of the first intermediate cylindrical material 6 are adjusted by cold rolling to form a seal ring 34 having the required shape accuracy and dimensional accuracy.
  • This shape accuracy includes not only the accuracy related to the cross-sectional shape but also the accuracy related to the entire shape such as roundness.
  • the seal ring 34 which is a high-precision thin-walled ring that is thin and needs to have sufficient inner and outer diameter dimensions and cross-sectional shape accuracy, can be manufactured at low cost.
  • the thickness of the metal plate to be the metal plate 1 is selected according to the radial thickness of the seal ring 34 to be manufactured, the thickness of the thin seal ring 34 is also necessary.
  • High accuracy thin ring with good accuracy in terms of shape accuracy while ensuring sufficient accuracy of inner and outer diameters.
  • the cold rolling knives for processing the first intermediate cylindrical material 6 to the above-described scenery ring 34 are performed using the die 40 and the pressing roller 41 as described above, excellent shape accuracy and dimensions are achieved.
  • a highly accurate seal ring 34 can be made efficiently.
  • the first intermediate cylindrical material 6 is held on the inner peripheral surface of the annular die 40.
  • the pressing roller 41 presses the inner peripheral surface of the first intermediate cylindrical material 6 toward the inner peripheral surface of the die 40.
  • the first intermediate cylindrical material 6 having an outer diameter that matches the outer diameter of the completed seal ring 34 is formed.
  • the inner diameter and the shape of the inner peripheral surface are changed without changing the outer diameter of the first intermediate cylindrical material 6.
  • FIGS. 14 to 16 show the processing method of the sixth example.
  • the four corners (both axial end edges of the inner and outer circumferential surfaces) of the obtained scenery ring 34 were pointed (the radius of curvature of the sectional shape of the part was extremely small).
  • the four corners of the cross-sectional shape are intended to be convex arcuate surfaces (to form corners R).
  • the corner R of the inner peripheral edge in the axial direction if the corner R is provided at the bottom corner of the groove 42 formed on the outer peripheral surface of the pressing roller 41 in the above-described processing method of the fifth example (bottom corner Recessed cross-sectional shape If it is a circular arc surface), it can be formed.
  • the corners R at both ends in the axial direction of the outer peripheral surface are made only of the shape of the inner peripheral surface of the die, the completed seal ring cannot be taken out from the inner peripheral surface of the die.
  • the processing method of the present example includes a seal ring 34 in which corners R are formed not only at both axial end edges of the inner peripheral surface but also at both axial end edges of the outer peripheral surface.
  • the idea is to realize a processing method that can be taken out of the machine.
  • FIG. 14 showing the manufacturing method of this example, (A) to (C) are the same as (A) to (C) of FIG. 10 showing the processing method of the fifth example described above.
  • (E) of FIG. 14 is the same as (D) of FIG. 10 except that a corner R portion 11 described below is partially formed.
  • the feature of this example is that the preliminary machining step shown in FIG.
  • a figure is attached to one edge of the outer peripheral surface of the first intermediate cylindrical material 6 shown in the upper part of (E) of FIG. Corner R 11 as shown in Fig. 15 is formed.
  • the step of forming the corner R portion 11 may be performed before the first intermediate cylindrical material 6a is set on the inner peripheral surface of the die 40a shown in FIG. 16 (internally fitted into the annular die 40a). ,. That is, it may be performed during (B) ⁇ (C), (C) ⁇ (E), or (E) ⁇ (F) in FIG.
  • FIG. 15 A corner R 11 as shown in FIG. 15 is formed at the front edge of the outer peripheral surface of 4.
  • the corner R portion 11 is formed in such a manner that the cylindrical portion 4 is externally fitted to the cylindrical core, and a concave arc surface is formed on the tip end surface of the cylindrical portion 4 on the front end surface. This is done by pressing an annular die that is formed over the entire circumference of the shaped pressing surface and plastically deforming the end edge of this outer peripheral surface.
  • the corner R portion 11 is formed at the edge of the outer peripheral surface of the cylindrical portion 4, and the third preliminary intermediate material 5A shown in FIG.
  • punching is performed by pressing or the like.
  • the outward flange 9 is removed, and the cylindrical first intermediate cylindrical material 6 as shown in the upper part of (E) of FIG. To do.
  • the corner R portion is provided at one axial end edge of the outer peripheral surface.
  • the other end edge in the axial direction of the outer peripheral surface and the both end edges in the axial direction of the inner peripheral surface remain sharp.
  • Corners R are formed at both edges in the axial direction of the peripheral surface.
  • the seal ring 34 has corner R portions at the four corners of the cross-sectional shape and has the required shape accuracy and dimensional accuracy.
  • the inner peripheral surface of the annular die 40a used in the fourth step is a large-diameter portion that is a concentric cylindrical surface as shown in FIG.
  • a stepped cylindrical surface in which 43 and a small-diameter portion 44 are continuous by a stepped portion 45 is used.
  • the step 45 is a concave arc surface having a quarter-arc cross section.
  • the bottom axial end corners of the concave groove 42a formed on the outer peripheral surface of the pressing roller 41a are also concave arc surfaces having a quarter arc shape in cross section.
  • the configuration of the other parts relating to the cold rolling carriage apparatus is the same as the processing method of the fifth example described above.
  • the first intermediate cylindrical material 6 is provided on the die 40a, and the first intermediate material 6 is provided on the stepped portion 45 that is the concave arc surface provided on the inner peripheral surface of the die 40a.
  • the cylindrical material 6 is fitted inside with the other axial end edge (pointed edge) of the outer peripheral surface facing each other.
  • the first intermediate cylindrical material 6 is pressed against the inner peripheral surface of the die 40a by the pressing roller 41a.
  • the cross-sectional shape of the first intermediate cylindrical material 6 changes as shown in (A) ⁇ (B) of FIG. 16 over the entire circumference.
  • the first intermediate cylindrical material 6 is plastically deformed so that the cross-sectional shape of the first intermediate cylindrical material 6 matches the inner peripheral surface of the die 40 a and the inner surface of the concave groove 42, thereby forming the seal ring 34.
  • the shape of the concave arc surface forming the both corners in the bottom axial direction of the concave groove 42 is at both end edges of the inner peripheral surface of the first intermediate cylindrical material 6, and the shape of the stepped portion 45 is the first shape. Transferred to the other axial end edge of the outer peripheral surface of the intermediate cylindrical material 6.
  • both the inner and outer sides of the seal ring 34 obtained as a result of the fourth step are formed. Corner R sections each having a quarter arc shape in cross section are formed at both end edges in the axial direction of the peripheral surface. [0067] According to the processing method of the seal ring of the present example configured as described above, the corner R portion (the cross-sectional shape of which is a quarter arc shape, respectively) is formed at both axial end edges of the inner and outer peripheral surfaces. A high-quality seal ring 34 with a convex arc shape) can be efficiently manufactured by industrial methods.
  • the seal ring 34 made by the above-described method of the fifth example is turned into a rotating I ”machine such as a grinding machine. Can also be made by processing. However, in such a method of forming the corner R portion by machining, the machining cost is high, and the obtained seal ring, and eventually, various mechanical devices such as an automobile transmission incorporating this seal ring are used. It is inevitable that the cost will increase.
  • the processing method of this example after the first step, before the fourth step, that is, between the first step and the second step, the second step and the third step.
  • an intermediate material (the force of any one of the first preliminary intermediate material 3 to the first intermediate cylindrical material 6) )) Is subjected to pre-formation so that the cross-sectional shape of at least one of the two edges of the outer peripheral surface is, for example, a quarter-arc convex arc, this edge is not a sharp edge.
  • the seal ring 34 processed by the processing methods of the first to sixth examples is not subjected to heat treatment after press forming in order to avoid deformation caused by heat treatment such as quenching and tempering.
  • Work hardening (work hardening by press working in the processing methods of 1 to 4 examples, work hardening by cold rolling in addition to press working in the processing methods of 5 and 6 examples) is expected. Is done. Even if it is work hardened, it does not pose a problem in normal use, because it constitutes a seal ring 34 force S floating seal. However, when the shell type needle bearing 30 is used under harsh conditions, it is desirable that the seal ring 3 4 be subjected to abrasion resistance.
  • a processing method that does not cause deformation due to the abrasion resistance treatment is desirable in order to finish the thin seal ring 34 with the required shape accuracy and dimensional accuracy.
  • a nitriding process that can be processed at a low temperature is conceivable.
  • Nitriding processes include, for example, gas nitriding, salt bath nitriding, and ion nitriding. (A trademark of A Water Co., Ltd.).
  • the seal ring 34 formed into a cylindrical shape by any one of the processing methods of the first to sixth examples is first subjected to a fluorine treatment using a fluorine-based gas such as NF3.
  • a fluorine-based gas such as NF3.
  • a gas nitriding process is performed to form a nitride layer on the surface of the seal ring 34.
  • Cr oxide on the surface of the material to be treated that inhibits nitriding is removed, and a fluorinated layer that activates the surface of the material to be treated is formed.
  • the seal ring 34 is not deformed, and the high dimensional accuracy and shape covered by the processing methods of the first to sixth examples are high.
  • a highly accurate seal ring 34 can be produced.
  • the NV nitridation process is applied to the seal ring 34 to form a nitride layer with a surface hardness of Hv400 or more and a thickness of 5 to 20 ⁇ to prevent deformation of the seal ring 34 due to wear resistance treatment.
  • the outer ring shell 31 having the raceway surface 31a on the inner peripheral surface and the inward flange portions 31b and 31c on both ends is used.
  • an inner ring shell having an outward flange portion may be used.
  • the seal ring is provided outside the shell and between the end face of the cage and the outward flange portion.
  • FIG. 18 shows the results of measuring the torque
  • FIG. 18 shows the results of measuring the amount of penetrating oil.
  • the amount of penetrating oil of the shell-type needle bearing with a gap of 0.06mm is larger than the amount of penetrating oil of the bush with a gap of 0.08mm.
  • the maximum flow rate is only about 4 mL, and the flow rate through can be limited to the same level as the bush.

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Description

明 細 書
シールリング付シェル型ニードル軸受及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、シールリング付シヱル型ニードル軸受及びその製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、オートマチックトランスミッションには、すべり軸受(ブッシュ)が多数使用され ているが、ブッシュの焼き付き対策や低トルク化のため、シェル型ニードル軸受が代 用されつつある。
[0003] シェル型ニードル軸受としては、軸受断面高さを 1. 5〜2. 5mmとした薄肉化を図 つたものや、ブッシュと同レベルの潤滑剤の貫通油量とするようシールリングを備えた ものが知られている(例えば、特許文献:!〜 3参照)。
[0004] 具体的に、図 21に示すシェル型ニードル軸受 100は、シェル(鍔付外輪) 101と保 持器 102と複数のニードル 103とを備え、 1. 5mm程度の軸受断面高さ、及び 17〜 33mmの軸径を有する。また、図 22に示すシェル型ニードル軸受 110は、シェノレ 11 1と保持器 112と複数のニードル 113に加えて、 2mm程度の断面高さを有して貫通 油量を制御するシールリング 114を備え、 3〜3. 5mmの軸受断面高さ、及び 13〜4 3mmの軸径を有する。
[0005] 図 22に示すシェル型ニードル軸受 110のシールリング 114は、肖 Ijり加工が行われ ており、また、相手部材との接触等による摩耗を防止するため肖 ijり加工後熱処理が施 されている。
特許文献 1 :特開平 6— 294418号公報
特許文献 2 :特開 2000— 291669号公報
特許文献 3:実公平 6— 23776号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] ところで、図 21に記載のシェル型ニードル軸受 100では、貫通油量を制御すること が求められる一方、図 22に記載のシェル型ニードル軸受 110では、シールリング 11 4が削り加工されているため、シールリングの内径真円度や内径寸法公差等の必要 精度が出せないという課題がある。
[0007] 本発明は、上述の様な事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、良好な寸法 精度を備え、貫通油量を制御することができるシールリング付シェル型ニードル軸受 及びその製造方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0008] (1) 内周面或は外周面に軌道面を、両端部にフランジ部を、それぞれ有するシェル と、
円周方向に亙って複数のポケットを有する保持器と、
前記軌道面に沿って転動自在となるように、前記各ポケット内に保持される複数の ニードルと、
前記シェルの内側或は外側で、前記保持器の端面と前記フランジ部との間に設け られる円筒形状のシールリングと、
を備えるシールリング付シェル型ニードル軸受であって、
前記シールリングはフローティングシールを構成し、プレス加工によって成形される ことを特徴とするシールリング付シェル型ニードル軸受。
[0009] (2) 前記シールリングは、前記プレス加工によって成形後、熱処理が行われないこ とを特徴とする(1)に記載のシールリング付シェル型ニードル軸受。
[0010] (3) 前記シールリングは、前記プレス加工によって成形後、耐摩耗処理されることを 特徴とする(1)に記載のシールリング付シェル型ニードル軸受。
[0011] (4) 前記保持器は、樹脂製保持器であることを特徴とする(1)に記載のシールリン グ付シェル型ニードル軸受。
[0012] (5) 内周面或は外周面に軌道面を、両端部にフランジ部を、それぞれ有するシェル と、 円周方向に亙って複数のポケットを有する保持器と、前記軌道面に沿って転動 自在となるように、前記各ポケット内に保持される複数のニードルと、前記シェルの内 側或は外側で、前記保持器の端面と前記フランジ部との間に設けられ、フローテイン ダシールを構成する円筒形状のシールリングと、を備えるシールリング付シェル型二 一ドル軸受の製造方法であって、 前記シールリングをプレス加工によって成形することを特徴とするシールリング付シ エル型ニードル軸受の製造方法。
発明の効果
[0013] 本発明のシールリング付シェル型ニードル軸受及びその製造方法は、シールリング をプレス加工によって成形することで、シールリングには良好な寸法精度が得られ、 相手部材との接触による摩耗を防止することができる。また、シールリングを有するの で、貫通油量を制御することができる。また、シールリングはフローティングシールで あるので、接触式シールに比べて低トルク化が図られる。
[0014] また、シールリングは、プレス加工によって成形後、熱処理が行われないので、低コ スト化も図ることができる。
[0015] 更に、シールリングは、プレス加工によって成形された後、耐摩耗処理されるので、 シェルの端部に設けられたフランジ部との摺接によるシールリングの摩耗を防止する ことができる。また、耐摩耗処理として低温で処理される窒化処理を行えば、耐摩耗 処理に伴うシールリングの変形を防止しつつ耐摩耗性を向上させることができ、薄肉 のシールリングを高精度で製作することができる。
[0016] また、保持器を樹脂製保持器とすることで、金属製保持器ではポケット成形、特に ニードルを保持するための爪の加工が困難な、薄肉の保持器を容易且つ安価に製 作すること力 Sできる。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本発明の一実施形態に係るシールリング付シェル型ニードル軸受の断面図で ある。
[図 2]シールリングの第 1例の加工工程を示す断面図であり、 (A)は素材金属板を、 ( B)は内径抜きを、(C)はバーリングを、(D)は圧縮成形を、(E)は円筒状部カットを、 (F)は内径しごきを、(G)は余肉カットを、(H)は再しごきを示す。
[図 3]シールリングの第 2例の加工工程を示す断面図であり、 (A)はコイル母材を、 (B )は内径抜きを、 (C)はバーリングを、(D)は圧縮成形を、(E)は円筒状部カットを、 ( F)は内径しごきを、(G)は余肉カットを示す。
[図 4]第 2例で、切り離し工程とそれに続く嵌め戻し工程とに使用するプレス装置の断 面図である。
園 5]切り離し工程とそれに続く嵌め戻し工程とを力卩ェの進行順に示す断面図であり 、(A)は力卩ェ前状態図で、 (B)は加工中状態図で、(C)はリングがコイル母材の元の 状態に戻される状態図である。
園 6]第 2例で、扱き工程とそれに続く嵌め戻し工程とに使用するプレス装置の断面 図である。
園 7]扱き工程とそれに続く嵌め戻し工程とを力卩ェの進行順に示す断面図であり、 (A )は加工前状態図で、(B)は加工中状態図で、 (C)はリングがコイル母材の元の状態 に戻される状態図である。
[図 8]シールリングの第 3例の加工工程を示す断面図であり、 (A)はコイル母材を、 (B )は内径抜きを、 (C)はバーリングを、(D)は圧縮成形を、(E)は円筒状部カットを、 ( F)は内径しごきを、(G)は余肉カットを示す。
[図 9]シールリングの第 4例の加工工程を示す断面図であり、 (A)はコイル母材を、 (B )は内径抜きを、 (C)はバーリングを、(D)は圧縮成形を、(E)は円筒状部カットを、 ( F)は内径しごきを、(G)は余肉カットを示す。
[図 10]シールリングの第 5例の加工工程を示す断面図であり、 (A)は素材金属板を、 (B)は内径抜きを、(C)はバーリングを、(D)は円筒状部カットを、(E)は冷間ローリ ングを示す。
園 11]冷間ローリング加工の実施状況を示す側面図である。
[図 12]図 11の ΧΙΙ-ΧΠ断面図である。
[図 13] (A)は冷間ローリング力卩ェの開始前の状態を、 (B)は加工後の状態をそれぞ れ示す、図 12の ΧΙΠ部拡大図である。
園 14]シールリングの第 6例の加工工程を示す断面図であり、 (A)は素材金属板を、 (B)は内径抜きを、(C)はバーリングを、(D)は隅 R部形成を、(E)は円筒状部カット を、 (F)は冷間ローリングを示す。る。
[図 15]図 14の(D)の XV部拡大図である。
[図 16] (A)は冷間ローリング力卩ェの開始前の状態を、 (B)は加工後の状態をそれぞ れ示す、図 13と同様の拡大図である。 [図 17]シェル型ニードル軸受とブッシュの動トノレクの測定結果を示すグラフである。
[図 18]シェル型ニードル軸受とブッシュの貫通油量の測定結果を示すグラフである。
[図 19]成形条件及びァニール処理の有無による保持器の外径真円度を比較して示 すグラフである。
[図 20]耐摩耗性処理によるシールリングのそり量を示すグラフである。
[図 21]従来のシェル型ニードル軸受を示す断面図である。
[図 22]削り加工されたシールリングを有する他の従来のシヱル型ニードル軸受を示す 断面図である。
符号の説明
[0018] 30 シールリング付シェル型ニードル軸受
31 シェル
31a 軌道面
31b, 31c 内向きフランジ部 (フランジ部) 32 保持器
32a ポケット
32b 保持器の端面
33 ニードル
34 シールリング
発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、本発明の一実施形態に係るシールリング付シェル型ニードル軸受について 図面を参照して詳細に説明する。
[0020] シールリング付シェル型ニードル軸受 30は、オートマチックトランスミッション内のギ アトレイン間、ギア軸とハウジングとの間、或は、オイルポンプギアの側方等に配置さ れる。このシェル型ニードル軸受 30は、図 1に示すように、シェル (鍔付外輪) 31と、 保持器 32と、複数のニードル 33と、円筒形状のシールリング 34と、を備え、図示しな レ、軸(或は内輪部材)を回転自在に支持してレ、る。
[0021] シェル 31は、内周面に軌道面 31aを、両端部に内向きフランジ部 31b, 31cを、そ れぞれ有する。また、保持器 32は、円周方向に亙って複数のポケット 32aを有する。
[0022] ここで、保持器 32が金属製である場合、 SPCC、 S10C、 AISI_ 1010、 SCM415 、 SK5、 SUJ2等の鋼製であり、溶接保持器かプレス保持器、或は削り出しによって 加工される。また、保持器 32は、従来のような浸炭窒化ゃ塩浴軟窒化処理 (タフトラ イド)の熱処理が施されてもよいが、 40mm以上の軸径のニードル軸受に適用される 板厚の薄い保持器の場合、保持器 32の熱処理変形によりニードル 33が軌道面 31a と保持器 32の外径面との間に潜り込む可能性がある。このため、このような熱処理変 形を抑えるため、保持器 32は、タフトライド SQ (single quench)処理、 NV窒化処 理等が採用されている。
[0023] 保持器 32が樹脂製である場合、ポリアミド 46、ポリアミド 66、 PPS (ポリフエ二レンサ ルファイド)等が適応可能である。ポリアミド 46は、 150°C環境下で連続的に使用可 能で、且つ、瞬間的には 170°Cくらいまで使用可能である。ポリアミド 66は、 120°Cく らいまで使用可能であり、 PPSは、 200°Cまで使用可能である。また、各樹脂材料に は、強度向上のためにグラスファイバーが 20〜30%混入されている。
[0024] シェル型ニードル軸受 30の軸受断面高さが 1. 5〜2. 5mm程度の場合、保持器の 厚さも lmm以下の薄肉となる。このような薄肉の保持器を樹脂によって成形すること で、ポケットやニードルを保持するための爪を、金属製保持器に比べて容易に形成 できる。
[0025] また、例えば、内径 45mmの樹脂製保持器 32では、真円度が求められる。このよう な高精度の樹脂製保持器を製作するため、保持器を射出成型した後、ァニール処 理することが有効である。
[0026] ニードノレ 33は、シェル 31の軌道面 31aに沿って転動自在となるように、保持器 32 の各ポケット 32a内に転動自在に保持され、また、その両端部にはクラウニングカロェ が施されている。
[0027] シーノレリング 34は、 SPCCや SPCE、 SUJ2等の鋼製であり、シェル 31の内側で、 潤滑油の流れの下流側となる保持器 32の端面 32bと内向きフランジ部 31bとの間に 設けられ、このニードル軸受 30を貫通する潤滑油の量を規制する。尚、シールリング 34は、必要に応じて銅又は銅系合金、アルミニウム又はアルミニウム系合金などの非 鉄金属を使用することもできる。また、また、シールリング 34は、本実施形態のような 以下の加工方法を用いる場合には SPCCや SPCEが好ましい。さらに、シールリング 34は、軸の外径よりも僅かに大きぐシェル 31の内径よりも僅かに小さな外径を有す るフローティングシールである。
[0028] シェル型ニードル軸受 30は、 1. 0〜3. 5mm、好ましくは、 1. 5〜2· 5mm、より好 ましくは、 1. 5〜2. Ommの軸受断面高さと、 100mm以下の軸径とを有した薄肉化 された構成で、シェル 31内に配置されるシールリング 34も、 0. 8〜: 1. 8mmの断面 高さを有する。このような寸法及び形状を有するシールリング 34は、プレス加工 (本実 施形態では、後述する寸法規制工程、抜き工程、再抜き工程)、或いは冷間ローリン グ加工が施されて成形され、加工硬化により表面硬さが向上することから、後工程で 熱処理 (焼入れ、焼戻し処理)を行わずに製作することができ、熱処理による変形を 生じない良好な寸法精度を持ったものとなる。また、シェル型ニードル軸受 30が使用 される条件など、必要に応じて窒化処理などの耐摩耗処理を行うようにしてもよい。
[0029] 具体的に、シールリング 34は、例えば、以下の加工方法によって形成される。
[0030] [第 1例の加工方法]
この加工方法の場合には、先ず、図 2の (A)に示す様な、素材となる、軟鋼板、ステ ンレス鋼板等の金属板 1にピアス加工を施して、図 2の(B)に示す様な、円孔 2を有 する第一予備中間素材 3を得る。次いで、この第一予備中間素材 3に、この円孔 2の 周囲を上記金属板 1に対し直角に、全周に亙って折り曲げるバーリング加工を施す 事により、図 2の (C)に示す様な、円筒状部 4を有する第二予備中間素材 5とする。こ の円筒状部 4の容積、特に軸方向長さは、造るべきシールリングの容積、特に軸方向 長さよりも大きくしている。
[0031] 上記第二予備中間素材 5の円筒状部 4には、続く寸法規制工程で塑性加工を施し て、この円筒状部 4を、図 2の(D)に示した、第一中間円筒状素材 6とする。上記寸法 規制工程では、所定の内径を有する円筒状の内周面を有する、図示しない金型によ り上記円筒状部 4の外周面を拘束すると共に、この円筒状部 4の内周面を拘束しない 状態で、互いに同心に配置されて軸方向に遠近動する 1対の平坦面同士の間(例え ば、上記金型の端部内周面に形成した受段部と、この金型に内嵌した押型の先端面 との間)で、上記円筒状部 4を軸方向に、所望寸法、即ち、得るべきシールリングの軸 方向寸法にまで押圧 (塑性変形しつつ軸方向に圧縮)する。この様にして行なう、軸 方向に圧縮される塑性変形に伴って、上記円筒状部 4の外径及び軸方向寸法が所 定値に規制されると共に、余肉が径方向内方に膨出して、上記第一中間円筒状素 材 6となる。この第一中間円筒状素材 6の内径寸法は、得るべきシールリングの内径 寸法よりも小さい。
[0032] 図 2に示した実施の形態の場合には、図 2の(E)に示す様に、上記第一中間円筒 状素材 6を形成した後に切り離し工程を行なって、この第一中間円筒状素材 6を上記 金属板 1から切り離す。この切り離し工程は、プレス機を使用した打ち抜き加工により 行なう。
[0033] この様にして、上記金属板 1から切り離した、上記第一中間円筒状素材 6には、続 いて、内径寸法を適正値 (得るべきシールリングの内径寸法)にまで拡げる、扱き加 ェを施す。この扱き加工を施す工程では、上記第一中間円筒状素材 6の外周面を、 外径が拡がらない様に拘束しつつ、この第一中間円筒状素材 6の内径側に適切な( 得るべきシールリングの内径寸法に一致する)外径寸法を有する扱きパンチを、軸方 向一端側 {図 2の(F)の上側 }から押し込む。この様な扱きパンチの押し込みにより、 上記第一中間円筒状素材 6の内周面部分に存在する余肉を軸方向他端側 {図 2の( F)の下側 }に集めて、図 2の(F)に示す様な、この軸方向他端部内周面に内向フラ ンジ状の余肉鍔部 7を有する、第二中間円筒状素材 8とする。
[0034] この第二中間円筒状素材 8は、次の余肉除去工程に送り、上記余肉鍔部 7を除去 する。この余肉除去工程では、この第二中間円筒状素材 8の内側に適切な(得るべき シールリングの内径寸法に一致する)外径寸法を有する打ち抜きパンチを挿入する 事により、上記余肉鍔部 7を除去して、図 2の(G)に示す様なシールリング 34とする。
[0035] 尚、このシールリング 34の加工作業は、上記図 2の(G)の段階で終了する事もでき る力 この図 2の(G)の段階で、上記シールリング 34の内周面の内径或いは性状を 所望通りにする事が難しければ、図 2の(H)に示す様に、上記シールリング 34の内 周面を扱き治具により擦る、再扱きを行なっても良い。
[0036] 何れにしても、得られたシールリング 34は、このシールリング 34に所定の加工を施 す、本発明とは別の工程に送る。この様に別の工程に送られる、このシールリング 34 は、外径及び軸方向寸法と内径寸法とを、それぞれ適正値に規制されているので、 軸方向端部を旋削等により削り取る必要がない。又、押し出し加工のような大きな加 ェカを必要とする加工を行なう必要がなぐ上記シールリング 34の製造コストを低く 抑えられる。
[0037] このような第 1例の加工方法は、内径、外径、軸方向寸法を適正値に規制したシー ノレリング 34を、工業的に大量生産が可能で、し力 低コストで構成でき、且つ、運転 経費が嵩む事もない加工装置により造れる。即ち、得られるシールリング 34は、寸法 規制工程で外径及び軸方向寸法を、扱き工程と余肉除去工程とにより内径寸法を、 それぞれ適正値に規制されるので、軸方向端部を旋削等により削り取る事なぐこれ ら各寸法を何れも適正値とした、高精度な円筒状のシールリング 34を得られる。
[0038] [第 2例の加工方法]
図 3〜7は、第 2例の加工方法を示している。本例の場合、図 3の (A)→(G)に示す 工程を順次行なう事で、金属板 1をシールリング 34に加工する。この工程に就いては 、第 1例の加工方法の場合と実質的に同じである。又、本例の場合も、上述した図 2 の )に示した様な、再扱き工程を行なう事もできる。本例の特徴は、上記金属板 1 として、図示しないアンコイラから送り出されて、やはり図示しなレ、リコイラに卷き取ら れる、長尺なものを使用し、上記図 3の (A)→(G)に示す工程を、順送により行なえる 様にした点にある。即ち、上記長尺な金属板 1を、加工の進行に同期させて、各工程 を行なう為に隣接して配置した加工装置同士の間隔に見合うピッチで(間隔/ピッチ =整数)間欠的に送りつつ、上記図 3の (A)→ (G)に示す工程を順次行なう様にして いる。
[0039] この為に本例の場合には、上記図 3の(A)→ (G)に示す何れの工程でも、上記長 尺な金属板 1を、全幅に亙って切断する事なぐシールリング 34の加工作業に進行 に伴って順次送る。そして、アンコイラから引き出した上記長尺な金属板 1に、図 3の( E)に示した切り離し工程で、図 3の(B)に示した円孔 2よりも大きな第二の円孔 10を 形成した状態でも、この金属板 1の幅方向両端部は互いに連結されたままとなる様に 、この金属板 1の幅寸法を確保する(「幅寸法〉第二の円孔 10の直径」とする)。そし て、上記切り離し工程で上記第二の円孔 10の内側から打ち抜いた、第一中間円筒 状素材 6 (及び以下の工程で造られる第二中環円筒状素材 8)を、所定の加工を施し た後、再び上記第二の円孔 10の内側に嵌め戻してから、上記金属板 1の送りに伴つ て、次の工程を行なう加工装置に送り込む様にしている。上記図 3の(A)→(G)に示 す工程に就いては、上述した通り、前述の図 2の(A)→(G)に示した工程と同じであ るから、重複する説明は省略し、以下、上記図 3の (A)→(G)に示す工程を順送によ り行なえる様にすべぐ上記嵌め戻しを行なえる様にした点を中心に説明する。
[0040] 図 3の(E)に示した切り離し工程及び嵌め戻し工程は、図 4に示したカ卩ェ装置によ り行なう。この図 4に示した加工装置では、円筒状のダイス 14の上面と、下方に向い た弾力を付与された状態で昇降する抑え型 12の下面との間で上記金属板 1を抑え つつ、パンチ 13により上記第一中間円筒状素材 6を、上記ダイス 14内に押し込み、 この第一中間円筒状素材 6を、上記金属板 1から切り離す様に構成している。又、上 記ダイス 14の内径側に、上方に向いた弾力を付与された押し戻し型 15を設けて、上 記第一中間円筒状素材 6に上方に向く弾力を付与できる様にしている。但し、上記 押し戻し型 15は、上面中央部に設けた衝合ブロック 16と上記パンチ 13の下端面と の衝合に基づき、このパンチ 13の下降時には、下方に退避する様にしている。
[0041] 上述の図 4に示した様な加工装置を使用する、図 3の(E)に示した切り離し工程及 び嵌め戻し工程は、図 5の(A)→(C)に示した順番に行なう。先ず、図 5の(A)に示 す様に、未だ上記金属板 1に結合されたままの、上記第一中間円筒状素材 6を、上 記ダイス 14の上端部に内嵌する。次いで、上記加工機を構成するラム 17と共に、上 記抑え型 12及び上記パンチ 13を下降させて、図 5の(B)に示す様に、この抑え型 1 2の下面と上記ダイス 14の上面との間で上記金属板 1を抑えつつ、上記パンチ 13に より、上記第一中間円筒状素材 6を上記ダイス 14内に押し込む。この結果、この第一 中間円筒状素材 6が上記金属板 1から切り離されると同時に、上記金属板 1に第二の 円孔 10が形成される。この切り離し後、上記ラム 17と共に、上記抑え型 12及び上記 パンチ 13を上昇させると、図 5の(C)に示す様に、このパンチ 13に押されて下降して いた、上記押し戻し型 15が上昇する。この結果、この押し戻し型 15により、上記第一 中間円筒状素材 6が上記第二の円孔 10内に押し込まれ、この第二の円孔 10の内側 に保持される。そこで、上記金属板 1を移動させる事により、上記第一中間円筒状素 材 6を、図 3の(F)に示した、次の扱き工程及び戻し工程に送る。 [0042] この図 3の(F)に示した扱き工程及び嵌め戻し工程は、図 6に示した加工装置によ り行なう。この図 6に示した加工装置では、上方に向いた弾力を付与された受型 18の 上面と、昇降する円筒状の扱きダイス 20の下面との間で上記金属板 1を抑えると共 に、リングパンチ 19により上記第一中間円筒状素材 6を、上記扱きダイス 20内に押し 込む。上記リングパンチ 19は、上記受型 18の内径側に、この受型 18とは独立した昇 降を可能に、且つ、上方に向いた弾力を付与された状態で設けられている。又、上 記リングパンチ 19の内径側には、上記第一中間円筒状素材 6の内周面を扱レ、て第 二中間円筒状素材 8とする為の、扱きパンチ 21を固定している。上記リングパンチ 19 は、この扱きパンチ 21の周囲に昇降可能に設置されているが、最大上昇量は、その 内周面とこの扱きパンチ 21の外周面との係合により制限されている。具体的には、上 記最大上昇量は、図 6及び図 7の (A)に示した様に、上記受型 18が最も上昇してい る状態で、上記リングパンチ 19の上端縁がこの受型 18の上面よりも少し下方に位置 する状態としている。更に、上記ダイス 20の内径側には、下方に向いた弾力を付与さ れた、押し戻し型 22を設置している。
[0043] 上述の図 6に示した様な加工装置を使用する、図 3の(F)に示した扱き工程及び嵌 め戻し工程は、図 7の (A)→(C)に示した順番に行なう。先ず、図 7の (A)に示す様 に、前記第二の円孔 10の内側に保持された状態の上記第一中間円筒状素材 6を上 記受型 18の上端部内側に内嵌し、その下端面を上記リングパンチ 19の上端縁に突 き当てる。次いで、図 7の(B)に示す様に、上記加工機を構成するラム 23と共に、上 記扱きダイス 20と、上記押し戻し型 22とを下降させて、この扱きダイス 20の下面で上 記金属板 1を下方に押し下げ、上記第一中間円筒状素材 6を上記第二の円孔 10か ら上方に抜き出し、上記リングパンチ 19により、上記扱きダイス 20の内径側に送り込 む。この様にして扱きダイス 20の内径側に送り込まれた上記第一中間円筒状素材 6 の内径側には、上記ラム 23と共にこの扱きダイス 20が更に下降するのに伴って、上 記扱きパンチ 21が押し込まれる。この結果、上記第一中間円筒状素材 6の内径が所 定寸法に規制されると共に、余肉部が内周面上端部に集められて、内周面上端部に 余肉鍔部 7 {図 3 (F) }を形成した、上記第二中間円筒状素材 8とされる。この様にし てこの第二中間円筒状素材 8を形成した後、上記ラム 23と共に上記扱きダイス 20を 上昇させると、この扱きダイス 20に押されて下降していた上記金属板 1が、上記受型 18と共に上昇すると同時に、上記押し戻し型 22が上記扱きダイス 20に対して下降す る。この際にこの押し戻し型 22は、上記第二中間円筒状素材 8の上端部内周面に形 成されたばかりの、前記余肉鍔部 7 {図 3の(F)参照 }を下方に押圧するので、上記第 二中間円筒状素材 8が上記第二の円孔 10内に押し込まれ、この第二の円孔 10の内 側に保持される。
[0044] そこで、上記金属板 1を移動させる事により、上記第二中間円筒状素材 8を、図 3の
(G)に示した、次の余肉除去工程及び戻し工程に送る。尚、この図 3の(G)に示した 余肉除去工程の後に、前述の図 2の(H)に示した再扱き工程を行なうのであれば、こ の余肉除去工程により得られたシールリング 34を金属板 1の第二の円孔 10内に押し 込む戻し工程を行なう。これに対して、上記余肉除去工程により得られたシールリン グ 34を、そのまま、本発明とは別の、このシールリング 34に所定の加工を施す工程 に送るのであれば、上記戻し工程を省略する {図 3の(G)で金属板から分離したシー ルリング 34を、そのまま取り出す }事もできる。
[0045] 上述の様に構成する本例の場合には、第 1例により得られる作用 ·効果に加えて、 工業的に大量生産が可能で、し力も運転経費が嵩む事もない連続カ卩ェ装置によりに 造れると言った、作用'効果を得られる。即ち、本例の場合には、上記金属板 1として 、アンコイラから送り出されてリコイラに卷き取られる長尺な金属板 1を使用し、切り離 し工程に伴ってこの金属板 1から切り離されて所定の加工を施された第一、第二の円 筒状中間素材 6、 8を再びこの金属板 1の第二の円孔 10の内側に押し込むので、こ れら各中間素材 6、 8を、この金属板 1と共に、次の加工工程に送れる。即ち、トランス ファ加工に比べて、設備投資が安く済み、し力、も加工能率が良い (力卩ェサイクルが短 レ、)、順送加工を行なえる。この為、上記シールリング 34の下降コストを、より一層低 減できる。
[0046] [第 3例の加工方法]
図 8は、第 3例の加工方法を示している。本例の場合には、図 8の(F)に示した扱き 工程及び嵌め戻し工程で、第二円筒状中間素材 8を金属板 1の第二の円孔 10から 抜き出して再び嵌め込む方向が、この金属板 1に対して、上述した第 2例の加工方法 の場合とは、上下逆になつている。この方向を逆にするのに伴って、図 6〜7に示した 加工装置の構成を異ならせる事は勿論である。その他の部分の構成に就いては、上 述した第 2例の加工方法と同様であるから、重複する説明は省略する。
[0047] [第 4例の加工方法]
図 9は、第 4例の加工方法を示している。本例の場合には、図 9の(C)に示したバー リング加工工程の次に、図 9の(D)に示した、切り離し工程及び戻し工程を設定して いる。その他の部分の構成に就いては、上述した第 2例の加工方法と同様であるから 、重複する説明は省略する。要するに、本発明を実施する場合に、切り離し工程は、 上記バーリング加工工程の後であれば、加工作業の容易さ、加工精度の確保等を考 慮して、任意のタイミングに設定できる。
[0048] 上述した様に、本実施形態のシールリング付シェル型ニードル軸受 30は、シールリ ング 34をプレス加工によって成形することで、シールリング 34には良好な寸法精度 が得られ、相手部材との接触による摩耗を防止することができる。また、シールリング 34を有することで、貫通油量を制御することができる。さらに、シールリング 34はフロ 一ティングシールであるので、接触式シールに比べて低トルク化が図られる。なお、 シールリング 34を 1. 0〜2. 5mmの軸受断面高さとすることで薄肉化が図られ、より 好ましい。
[0049] 特に、シールリング 34は、プレス加工によって成形後、熱処理が行われないので、 低コスト化も図ることができる。
[0050] [第 5例の加工方法]
本例のシールリングの加工方法は、先ず、アンコイラから引き出した長尺な金属板 を、プレス等により円形に打ち抜き加工する事により、図 10の (A)に示す様な金属板
1を形成する。
[0051] 次いで、第一工程として、プレス等による打ち抜き加工で、上記金属板 1の中央部 を打ち抜く事により、図 10の (B)の上段に示した様な、円輪状の第一予備中間素材 3とする。打ち抜きの結果生じた、この図 10の(B)の下段に示した円板状スクラップ 5 1は、廃棄するか、或いは、より小径のシールリングを造る為の素材として利用する。
[0052] 上記第一予備中間素材 3には、第二工程として、この第一予備中間素材 3の内径 寄り部分を軸方向に直角に折り曲げるバーリング加工を施す。このバーリング加工は
、従来から金属加工の分野で広く知られている様に、この第一予備中間素材 3の外 径寄り部分を 1対の抑え型により軸方向両側から挟持した状態で、この第一予備中 間素材 3の内径寄り部分にパンチ型を押し込む事により行なう。この様にして行なう バーリングカ卩ェにより、図 10の(C)に示す様な、円筒状部 4及びこの円筒状部 4の軸 方向一端部力 径方向外方に折れ曲がった外向鍔部 9を備えた、断面 L字形で全体 が円環状の第二予備中間素材 5とする。本発明のシールリングの加工方法によれば 、この第二予備中間素材 5のうちの円筒状部 4から高精度薄肉リングを造る。これに 対して、上記外向鍔部 9のうちでこの円筒状部 4の外周面よりも径方向外方に存在す る部分は、次述する第三工程で、円環状スクラップ 52{図10の(D)の下段参照 }とし て廃棄する。
[0053] 次いで、上記第二予備中間素材 5には、続く第三工程で、プレス加工等による打ち 抜き加工を施し、上記外向鍔部 9を除去して、図 10の(D)の上段部分に示した様な 、円筒状の第一中間円筒状素材 6とする。この第一中間円筒状素材 6の外径は、造 るべきシールリング 34の外径と一致してレ、る。
[0054] この様にして得られた第一中間円筒状素材 6には、続く第四工程で、冷間ローリン グ加工を施す。そして、この冷間ローリング加工による塑性カ卩ェにより、上記第一中 間円筒状素材 6の内外径及び断面形状を整えて、図 10の(E)に示す様な、必要と する形状精度及び寸法精度を有するシールリング 34とする。上記第一中間円筒状 素材 6をこのシールリング 34に加工する冷間ローリング加工に就いて、図 11〜: 13に より詳しく説明する。
[0055] 上記第一中間円筒状素材 6は、円環状のダイス 40に内嵌支持する。このダイス 40 は、互いに同心の円筒面である内外両周面を有し、それぞれの外周面をこのダイス 4 0の外周面に転力 Sり接触させた、図示しない複数個の支持ローラにより、 (径方向の 変位を阻止した状態で)回転のみ自在に支持されている。又、上記ダイス 40は、造る べきシールリング 34 (及び上記第一中間円筒状素材 6)の外径に一致する内径を有 する。上記第四工程時には、この第一中間円筒状素材 6を上記ダイス 40の内周面に 保持する。そして、この状態で、押圧ローラ 41により、上記第一中間円筒状素材 6を 上記ダイス 40の内周面に向けて、図 11の矢印の方向に押し付ける。
[0056] 上記押圧ローラ 41の中間部外周面で上記第一中間円筒状素材 6に整合する部分 には凹溝 42が、全周に亙って形成されている。この凹溝 42の断面形状は矩形で、 軸方向に関する幅寸法は、上記造るべきシールリング 34の幅寸法に一致している。 又、上記押圧ローラ 41の径方向に関する、上記凹溝 42の深さは、上記造るべきシー ノレリング 34の厚さ寸法以下としている。上記第一中間円筒状素材 6を上記シールリン グ 34に加工する際には、この様な押圧ローラ 41を上記ダイス 40の内周面に、自転さ せつつ押し付ける。そして、このダイス 40の内周面と上記凹溝 42の内面との間で、 上記第一中間円筒状素材 6の円周方向の一部を強く抑え付ける。
[0057] 上記押圧ローラ 41の押し付けに伴って上記ダイス 40は、この押圧ローラ 41の自転 方向と同方向に回転しつつ、この押圧ローラ 41による押圧力を支承する。又、上記 第一中間円筒状素材 6も、上記ダイス 40と共に回転する。従って、この第一中間円 筒状素材 6のうちで、このダイス 40の内周面と上記凹溝 42の内面との間で強く抑え 付けられる部分は、円周方向に関して連続的に変化する。この結果、上記第一中間 円筒状素材 6の断面形状が、全周に亙って、図 13の (A)→(B)に示す様に変化する 。即ち、この第一中間円筒状素材 6の断面形状が、上記ダイス 40の内周面と上記凹 溝 42の内面とに合致する様に塑性変形して、上記シールリング 34となる。即ち、上 記ダイス 40と上記押圧ローラ 41とを使用して行なう上記第四工程時には、上記第一 中間円筒状素材 6の外径及び外周面の形状を変化させず、内径及び内周面の形状 を変化させて、上記シールリング 34に加工する。
[0058] 上述の様に構成する本例のシールリングの加工方法によれば、下記の第一〜第四 工程を備える。
「第一工程」:金属板を打ち抜く事により円輪状の第一予備中間素材 3とする。
「第二工程」:この第一予備中間素材 3の内径寄り部分を軸方向に直角に折り曲げる バーリング力卩ェを施す事により、円筒状部 4及びこの円筒状部 4の軸方向一端部から 径方向外方に折れ曲がった外向鍔部 9を備えた、断面 L字形で全体が円環状の第 二予備中間素材 5とする。
「第三工程」:この第二予備中間素材 5の外向鍔部 9を除去して、円筒状の第一中間 円筒状素材 6とする。
「第四工程」:冷間ローリング加工によりこの第一中間円筒状素材 6の内外径及び断 面形状を整えて、必要とする形状精度及び寸法精度を有するシールリング 34とする 。尚、この形状精度には、断面形状に関する精度は勿論、真円度等、全体形状に関 する精度も含む。
[0059] これにより、薄肉で、しかも内外径の寸法及び断面形状の精度を十分に確保する必 要がある、高精度薄肉リングである上記シールリング 34を、低コストで造れる。即ち、 本例の場合には、造るべきシールリング 34の径方向厚さに応じて、金属板 1となる金 属板の厚さを選択すれば、薄肉のシールリング 34でも厚さ寸法に関して必要な精度 を確保しつつ、言い換えれば内外径の精度を十分に確保しつつ、形状精度に関して も良好な高精度薄肉リングを造れる。特に、上記第一中間円筒状素材 6を上記シー ノレリング 34に加工する冷間ローリングカ卩ェを、上述の様なダイス 40と押圧ローラ 41と を利用して行なうので、優れた形状精度及び寸法精度を有するシールリング 34を能 率良く造れる。
[0060] また、第四工程時に、第一中間円筒状素材 6を円環状のダイス 40の内周面に保持 する。そして、この状態で、押圧ローラ 41によりこの第一中間円筒状素材 6の内周面 をこのダイス 40の内周面に向けて押し付ける。好ましくは、第三工程で、完成後のシ ールリング 34の外径に一致する外径を有する第一中間円筒状素材 6を形成する。そ の後、第四工程で、この第一中間円筒状素材 6の外径を変化させず、内径及び内周 面の形状を変化させる。これにより、優れた形状精度及び寸法精度を有するシールリ ング 34を能率良く造れる。
[0061] [第 6例の加工方法]
図 14〜: 16は、第 6例の加工方法を示している。上述の第 5例の場合、得られるシー ノレリング 34の断面形状の四隅部(内外両周面の軸方向両端縁)が尖っていた(当該 部分の断面形状の曲率半径が極端に小さかった)。これに対して本例の場合には、 断面形状の四隅部を凸円弧面とする(隅 Rを形成する)事を意図してレ、る。内周縁の 軸方向両端縁の隅 Rに関しては、上述した第 5例の加工方法でも、押圧ローラ 41の 外周面に形成した凹溝 42の底面隅部に隅 Rを設ければ (底面隅部の断面形状を凹 円弧面とすれば)形成できる。これに対して、外周面の軸方向両端縁の隅 Rをダイス の内周面の形状のみで造ると、完成後のシールリングを当該ダイスの内周面から取り 出せなくなる。
[0062] 本例の加工方法は、この様な事情に鑑みて、内周面の軸方向両端縁だけでなぐ 外周面の軸方向両端縁にも隅 Rを形成したシールリング 34を、ダイス 40aから取り出 せる加工方法の実現を意図して考えたものである。尚、本例の製造方法を示す図 14 で、(A)〜(C)は、上述した第 5例の加工方法を示す、図 10の(A)〜(C)と同じであ る。又、図 14の(E)は、一部に次述する隅 R部 11が形成されている点を除き、上記 図 10の(D)と同じである。本例の特徴は、図 14の(D)に示した予備加工工程を設け ると共に、(F)で行なう、冷間ローリング力卩ェに使用するダイス 40aの内周面形状をェ 夫した点にある。そこで、上述した第 5例の加工方法と同様の部分に関する、重複す る図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、この第 5例の加工方法と異なる 部分を中心に説明する。
[0063] 上述の様な意図で考えた、第 6例の加工方法の場合には、図 14の(E)の上段に示 した第一中間円筒状素材 6の外周面一端縁部に、図 15に示す様な隅 R部 11を形成 する。この隅 R部 11を形成する工程は、上記第一中間円筒状素材 6aを図 16に示し たダイス 40aの内周面にセット(円環状のダイス 40aに内嵌)する以前に行なえば良 レ、。即ち、図 14の(B)→(C)の間、同(C)→(E)の間、同(E)→(F)の間の何れで行 なっても良い。本例の場合には、(C)に示した第二予備中間素材 5を (E)に示した第 一中間円筒状素材 6に加工する以前に、図 14の(D)で、円筒状部 4の外周面先端 縁部に、上記図 15に示す様な隅 R部 11を形成する。この様な隅 R部 11の形成作業 は、上記円筒状部 4を円筒状の中子に外嵌した状態で、この円筒状部 4の外周面先 端縁部に、先端面に凹円弧面状の押圧面を全周に亙って形成した円環状の押型を 押し付け、この外周面先端縁部を塑性変形させる事で行なう。
[0064] この様にして行なう予備加工工程で、上記円筒状部 4の外周面先端縁部に上記隅 R部 11を形成した、図 14の(D)に示した第三予備中間素材 5Aには、前述した第 5 例の場合と同様に、プレス加工等による打ち抜き加工を施す。そして、外向鍔部 9を 除去して、図 14の (E)の上段部分に示した様な、円筒状の第一中間円筒状素材 6と する。この第一中間円筒状素材 6の内外両周面の軸方向両端縁部のうち、外周面の 軸方向一端縁には、上記隅 R部が設けられている。これに対して、外周面の軸方向 他端縁及び内周面の軸方向両端縁は、尖ったままである。そこで、図 14の(E)→(F )に示した第四工程で、上記第一中間円筒状素材 6の内外径及び断面形状を整える 際に、上記外周面の軸方向他端縁及び内周面の軸方向両端縁に隅 R部を形成する 。そして、断面形状の四隅部分に何れも隅 R部を形成し、且つ、必要とする形状精度 及び寸法精度を有する、前記シールリング 34とする。
[0065] この様なシールリング 34を得る為に、上記第四工程に使用する円環状のダイス 40 aの内周面は、図 16に示す様に、互いに同心の円筒面である大径部 43と小径部 44 とを段差部 45により連続させた、段付円筒面としている。又、この段差部 45を、断面 形状が四分の一円弧状の凹円弧面としている。又、押圧ローラ 41aの外周面に形成 した凹溝 42aの底部軸方向両端隅部に関しても、断面形状が四分の一円弧状の凹 円弧面としている。冷間ローリングカ卩ェ装置に関するその他の部分の構成に就いて は、前述した第 5例の加工方法と同様である。
[0066] 本例の場合には、上記ダイス 40aに上記第一中間円筒状素材 6を、このダイス 40a の内周面に設けた、上記凹円弧面である段差部 45に、この第一中間円筒状素材 6 の外周面の軸方向他端縁(尖った縁)を対向させた状態で内嵌する。そして、前述し た第 5例と同様に、上記押圧ローラ 41aにより、上記第一中間円筒状素材 6を、上記 ダイス 40aの内周面に向けて押し付ける。この押し付けの結果、この第一中間円筒状 素材 6の断面形状が、全周に亙って、図 16の (A)→(B)に示す様に変化する。即ち 、この第一中間円筒状素材 6の断面形状が、上記ダイス 40aの内周面と上記凹溝 42 の内面とに合致する様に塑性変形して、上記シールリング 34となる。この際、この凹 溝 42の底部軸方向両端隅部を構成する凹円弧面の形状が上記第一中間円筒状素 材 6の内周面両端縁部に、上記段差部 45の形状がこの第一中間円筒状素材 6の外 周面の軸方向他端縁部に、それぞれ転写される。この第一中間円筒状素材 6の外周 面の軸方向一端縁部には、元々前記隅 R部 11が形成されているので、上記第四ェ 程の結果得られる、上記シールリング 34の内外両周面の軸方向両端縁部には、そ れぞれ断面形状が四分の一円弧状である隅 R部が形成されている。 [0067] 上述の様に構成する本例のシールリングの加工方法によれば、内外両周面の軸方 向両端縁部に、それぞれ断面形状が四分の一円弧状である隅 R部(凸円弧形)が形 成された、良質のシールリング 34を、工業的手法により能率良く造れる。即ち、単に 内外両周面の軸方向両端縁部に隅 R部を形成するのであれば、前述した第 5例の加 ェ方法で造ったシールリング 34に、旋肖 I」、研削等の機械加工を施す事でも造れる。 但し、この様な機械加工により隅 R部を形成する方法では、加工コストが嵩み、得られ たシールリング、延てはこのシールリングを組み込んだ、自動車用変速機等の、各種 機械装置のコストが嵩む事が避けられなレ、。これに対して本例の加工方法によれば、 上記第一工程の後、上記第四工程の前、即ち、この第一工程と上記第二工程との間 、この第二工程と上記第三工程との間、或いは、この第三工程と上記第四工程との 間のうちの何れかの間で、中間素材 (第一予備中間素材 3〜第一中間円筒状素材 6 のうちの何れ力、)に外周面両端縁のうちの少なくとも一方の端縁の断面形状を、例え ば四分の一円弧状の凸円弧形にする予備成形を施すので、この端縁がシャープェ ッジではない、良質のシールリング 34を能率良く造れる。
[0068] [第 7例の加工方法]
次に、シールリングに耐摩耗処理を行う第 7例の加工方法について説明する。第 1 例〜第 6例の加工方法によって加工されたシールリング 34は、焼入れ、焼戻しなどの 熱処理に伴う変形を避けるため、プレス成形後に熱処理などの処理が施されておら ず、金属板を加工することによる加工硬化(第 1〜4例の加工方法においてはプレス 加工による加工硬化、第 5、 6例の加工方法においてはプレス加工に加え、更に冷間 ローリング加工による加工硬ィ匕)が予期される。加工硬化であっても、シールリング 34 力 Sフローティングシールを構成することから、通常使用においては問題となることはな レ、。しかし、シェル型ニードル軸受 30が過酷な条件で使用され場合、シールリング 3 4に耐摩耗処理されることが望ましレ、。
[0069] 耐摩耗処理としては、薄肉のシールリング 34を必要とする形状精度及び寸法精度 に仕上げるため、耐摩耗処理による変形がない処理方法が望ましい。具体的には、 低温での処理が可能な窒化処理が考えられる。窒化処理には、例えば、ガス窒化、 塩浴窒化、イオン窒化などがある力 比較的低温で処理可能な Nv窒化プロセス(ェ ァ ·ウォータ株式会社の商標)が好ましレ、。
[0070] Nv窒化プロセスは、第 1〜6例のいずれかの加工方法によって円筒形状に成形さ れたシールリング 34に対して、まず例えば、 NF3などのフッ素系ガスを用いてフツイ匕 処理を施した後、ガス窒化処理を行ってシールリング 34の表面に窒化層を形成する 。フッ化処理によって、窒化を阻害する被処理材表面の Cr酸化物などが除去され、 被処理材表面を活性化するフッ化層が形成される。これにより、 400°C程度の低温で 窒化処理が行われても、比較的均一な窒化層が形成される。上記のようにフッ化処 理及び窒化処理は、共に低温で処理されるので、シールリング 34が変形することは なぐ第 1〜6例の加工方法によってカ卩ェされた高い寸法精度及び形状が維持され、 高精度のシールリング 34を製作することができる。上記のように、シールリング 34に N V窒化プロセスを施すことにより、表面硬さ Hv400以上、厚さ 5〜20 μ πιの窒化層を 形成して、耐摩耗処理に伴うシールリング 34の変形を防止しつつ、耐摩耗性を向上 させること力 Sできる。
[0071] なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものでなぐ適宜、変形、改良 等が可能である。
[0072] 本実施形態は、内周面に軌道面 31a、両端部に内向きフランジ部 31b, 31cをそれ ぞれ有する外輪シェル 31を使用しているが、外周面に軌道面、両端部に外向きフラ ンジ部をそれぞれ有する内輪シェルを使用してもよぐこの場合、シールリングはシェ ルの外側で、保持器の端面と外向きフランジ部との間に設けられる。
実施例
[0073] 次に、本発明のシールリング付シェル型ニードル軸受と従来のすべり軸受(ブッシュ )を用いて、動トルク及び貫通油量について比較試験を行った。動トルクの比較試験 は、両軸受ともに軸受断面高さが 1. 5mmのものが使用され、試験荷重を 500Nとし て行った。また、貫通油量の比較試験は、ともに軸受断面高さが 1. 5mmで、シール リングと軸との隙間が上限である 0. 06mmのシェル型ニードル軸受と、隙間が上限 である 0. 08mmのブッシュとを使用し、軸回転数を 0〜3000i"pm、潤滑油を JWS33 09 (Exxon Mobil社製)、油圧を 30kPa、油温を約 80°Cとして行われた。図 17は、 動トルクの測定結果を、図 18は、貫通油量の測定結果をそれぞれ示す。 [0074] 図 17に示すように、動トルクの比較試験では、シェル型ニードル軸受を用いること で低トルク化が図られることがわかる。特に、燃費効率の悪い低速域でトルク低減効 果が大きいことが確認される。
[0075] また、図 18に示すように、貫通油量の比較試験では、隙間が 0. 06mmのシェル型 ニードル軸受の貫通油量が、隙間が 0. 08mmのブッシュの貫通油量に比べて、最 大で 4mL程度高いのみであり、ブッシュと同程度に貫通流量の制限を行うことができ る。
[0076] 次に、高温で使用可能で、かつ製造も容易であるポリアミド 46にグラスファイバー 2 5%混入した材料を用いて、内径 45mmの樹脂製保持器を成形条件を変えながら射 出成型し、各成形条件及びァニール処理の有無による外径真円度を比較した。図 1 9は、その結果を示す。
[0077] 尚、試験は、条件の異なる 4種類の樹脂製保持器を成形し、そのうち、 1種類の成 形品に対してァニール処理を行った。ァニール処理は、樹脂製保持器の内径に、 45 . 22mmのァニール軸を挿入し、 170°Cで 3時間保持して処理した。真円度は、工具 顕微鏡を用い、樹脂製保持器 (ァニール処理なし保持器は各 10個、ァニール処理 有りの保持器は 20個)のゲート側及びェジェクタ側の外径を、それぞれ 8点測定して 平均値を求めた。
[0078] 図 19に示すように、ァニール処理を行わなかった樹脂製保持器は、成形条件によ つて多少の差があるものの、いずれも公差(± 0· 1mm)から外れたものが見られる。 一方、ァニール処理を行った樹脂製保持器は、全て公差内に収まっており、ァニー ル処理が真円度を向上させる上で有効であることが分かる。
[0079] 次に、タフトライド (塩浴窒化)、 NV窒化、 NV窒化(酸化膜無)の 3つの耐摩耗処理 を行った場合のそり変形について試験を行った。図 20は、これらの処理でのそり量を 示している。この結果、 NV窒化、 NV窒化(酸化膜無)、アルコア VG7のいずれの処 理を行った場合も、すべての製品のそり量が規格範囲内であり、より好ましいことがわ かる。
[0080] 本出願は、 2006年 6月 8日出願の日本特許出願(特願 2006— 159699)及び 20 07年 1月 19日出願の日本特許出願(特願 2007— 010153)に基づくものであり、そ の内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

請求の範囲
[1] 内周面或は外周面に軌道面を、両端部にフランジ部を、それぞれ有するシェルと、 円周方向に亙って複数のポケットを有する保持器と、
前記軌道面に沿って転動自在となるように、前記各ポケット内に保持される複数の 一 Kノレと、
前記シェルの内側或は外側で、前記保持器の端面と前記フランジ部との間に設け られる円筒形状のシールリングと、
を備えるシールリング付シェル型ニードル軸受であって、
前記シールリングはフローティングシールを構成し、プレス加工によって成形される ことを特徴とするシールリング付シェル型ニードル軸受。
[2] 前記シールリングは、前記プレス加工によって成形後、熱処理が行われないことを 特徴とする請求項 1に記載のシールリング付シェル型ニードル軸受。
[3] 前記シールリングは、前記プレス加工によって成形後、耐摩耗処理されることを特 徴とする請求項 1に記載のシールリング付シェル型ニードル軸受。
[4] 前記保持器は、樹脂製保持器であることを特徴とする請求項 1に記載のシールリン グ付シェル型ニードル軸受。
[5] 内周面或は外周面に軌道面を、両端部にフランジ部を、それぞれ有するシェルと、 円周方向に亙って複数のポケットを有する保持器と、前記軌道面に沿って転動自在 となるように、前記各ポケット内に保持される複数のニードルと、前記シェルの内側或 は外側で、前記保持器の端面と前記フランジ部との間に設けられ、フローティングシ ールを構成する円筒形状のシールリングと、を備えるシールリング付シェル型ニード ル軸受の製造方法であって、
前記シールリングをプレス加工によって成形することを特徴とするシールリング付シ エル型ニードル軸受の製造方法。
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