JP6631066B2 - ラジアルニードル軸受用保持器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ラジアルニードル軸受用保持器の製造方法に関し、より詳細には、例えば、複数のニードルを回転自在に保持する金属製のラジアルニードル軸受用保持器の製造方法に関する。

従来、ギヤの内周面と動力伝達軸の外周面との間等、大きなラジアル荷重を支承しつつ高速で回転する回転支持部にはラジアルニードル軸受が多用されている。例えば、自動車用変速機に用いられるプラネタリギヤ機構では、ラジアルニードル軸受がピニオンギヤと、キャリアに固定するシャフトとの間に配置されるプラネタリピニオンが設けられている。

ラジアルニードル軸受に適用される金属製保持器は、軸方向両端部に、互いに同心且つ平行に配置された１対のリム部と、両リム部同士の間に掛け渡された状態で、円周方向に間欠的に設けられた複数本の柱部とを備え、金属板に塑性加工及び打ち抜き加工を施すことで形成されている（特許文献１及び２参照。）。

例えば、金属製保持器１００は、図７に示すように、金属板の幅方向両端縁部を同方向に折り曲げることで形成されるリム部１０１と、軸方向中央部の内径側部分１０２、内径側部分１０２の両外側に形成される外径側部分１０３、及び内径側部分１０２と外径側部分１０３とを連続させる連結部１０４を有する柱部１０５と、を備える。そして、保持器１００は、円周方向に隣り合う柱部１０５と両リム部１０１とによって、ニードルを回転自在に保持するポケットを画成している。

特開２００９−４１７５７号公報 特許第３８２６９８６号公報

ところで、近年、プラネタリピニオンにおいては、軽量化や複列化によりラジアルニードル軸受の小型化、特に幅狭化が強く要望されている。軸受の幅狭化には、組み込まれる保持器の幅狭化が必須要件となる。
図７に示す金属製保持器１００は、ポケットからニードルが脱落することを防止するため、ピッチ円よりも径方向内方でニードルを保持する内径側部分１０２の幅Ｗ１、及びピッチ円よりも径方向外方でニードルを保持する外径側部分１０３の幅Ｗ２を、所定寸法以上に確保する必要がある。また、内径側部分１０２と連結部１０４とのなす角度θは、金属製保持器１００の加工上の制約から、所定の角度より大きな角度（例えば、１０５°以上）に設定される必要である。このため、従来の加工方法によると、連結部１０４の軸方向幅Ｗ３の最小値が決まり、製作可能な金属製保持器１００の最小幅Ｗが制限されて、保持器１００の幅狭化が困難であった。また、特許文献１及び２に記載の保持器においても、保持器の小型化については考慮されていない。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の加工では困難であった幅狭化が可能なラジアルニードル軸受用保持器の製造方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 軸方向両端部に互いに平行に配置され、それぞれが円輪状の１対のリム部と、
前記１対のリム部間に掛け渡されて円周方向に間欠的に設けられた複数本の柱部と、
を備え、円周方向に隣り合う前記柱部と前記両リム部とによって、ニードルを保持するポケットを画成し、
前記柱部は、軸方向中央部で、軸方向に延びる内径側部分と、前記内径側部分の軸方向外側で、軸方向に延びる１対の外径側部分と、前記内径側部分と１対の前記外径側部分とをそれぞれ連続させる１対の連結部と、を有するラジアルニードル軸受用保持器の製造方法であって、
帯状の金属板を塑性加工することで、金属板の幅方向両端部を略垂直に折り曲げて形成された１対の予備リム部と、前記幅方向両端部間に長尺方向に亘ってそれぞれ形成される、予備内径側部分、１対の予備外径側部分、及び１対の予備連結部と、を有する第１中間素材を形成する工程と、
前記第１中間素材に所定の間隔で複数の予備ポケットを打ち抜き、前記予備ポケットと前記柱部とが長尺方向に関して交互に連続した第２中間素材を形成する工程と、
前記第２中間素材を所定の長さに切断して単位中間素材を形成する工程と、
前記単位中間素材を円筒状に曲げ形成して円筒状中間素材を形成する工程と、
前記円筒状中間素材の円周方向両端縁同士を溶接する工程と、
を備え、
前記第２中間素材を形成する工程以降において、前記予備内径側部分と前記予備連結部とのなす角度が前記第１中間素材を形成した際の所定の角度よりも小さくなるように、前記予備連結部を折り曲げる工程を更に備え、
前記予備連結部を折り曲げる工程は、前記１対の予備リム部を軸方向内方に押し込むことで、前記予備連結部を折り曲げることを特徴とするラジアルニードル軸受用保持器の製造方法。
（２） 前記予備内径側部分と前記予備連結部とのなす角度が９０°以下となるように、前記予備連結部を折り曲げることを特徴とする（１）に記載のラジアルニードル軸受用保持器の製造方法。

また、本発明のラジアルニードル軸受用保持器の製造方法によれば、１対の予備リム部、予備内径側部分、１対の予備外径側部分、及び１対の予備連結部を有する第１中間素材に対して、所定の間隔で複数の窓部を打ち抜いて第２中間素材を形成する工程以降において、予備内径側部分と予備連結部とのなす角度が、第１中間素材を形成した際の所定の角度よりも小さくなるように予備連結部を折り曲げる工程を更に備える。また、この予備連結部を折り曲げる工程は、１対の予備リム部を軸方向内方に押し込むことで、予備連結部を折り曲げる。これにより、従来製作が困難であった、幅狭のラジアルニードル軸受用保持器を容易に製作することができる。

（ａ）は、本発明に係るラジアルニードル軸受用保持器の斜視図であり、（ｂ）は、保持器の断面図である。 図１のラジアルニードル軸受用保持器の製造手順を示す説明図である。 （ａ）は第２中間素材の要部平面図、（ｂ）は断面図である。 （ａ）は左右からリム部を押圧して内径側部分と連結部とのなす角度が小さくなるように連結部を折り曲げる状態を示す説明図、（ｂ）は内径側部分と連結部とのなす角度が９０°に折り曲げ形成された単位中間素材の断面図である。 内径側部分と連結部とのなす角度が９０°より小さく形成された変形例のラジアルニードル軸受用保持器の断面図である。 （ａ）は、他の変形例の単位中間素材の断面図、（ｂ）は更に他の変形例の単位中間素材の断面図である。 従来のラジアルニードル軸受用保持器の断面図である。

以下、本発明に係るラジアルニードル軸受用保持器の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のラジアルニードル軸受用保持器１０は、軸方向両端部に互いに平行に配置され、それぞれが円輪状の１対のリム部２０と、１対のリム部２０間に掛け渡されて円周方向に間欠的に設けられた複数本の柱部３０と、を備える。そして、円周方向に隣り合う柱部３０、３０と両リム部２０，２０とで、ニードル（図示せず）を回転自在に保持するポケット４０を画成している。

各柱部３０は、軸方向中央且つ径方向内側に形成される内径側部分３１と、軸方向両端部且つ径方向外側でリム部２０に連続して形成される１対の外径側部分３２と、内径側部分３１と１対の外径側部分３２とを連続させる１対の連結部３３と、を有する。内径側部分３１と１対の外径側部分３２とは、それぞれ軸方向に延びて形成されている。

柱部３０は、周方向に隣り合う内径側部分３１同士の間隔、及び外径側部分３２同士の間隔が、それぞれニードルの外径よりも小さくなっている。内径側部分３１は、ニードルのピッチ円よりも径方向内方でニードルを保持し、外径側部分３２は、ニードルのピッチ円よりも径方向外方でニードルを保持する。これにより、ポケット４０からのニードルの脱落が防止される。また、内径側部分３１及び１対の外径側部分３２は、ニードルの脱落防止に必要な最小幅Ｗ１、Ｗ２をそれぞれ有している。
なお、内径側部分３１及び１対の外径側部分３２において、円周方向両側に突出して設けられる抜け止め部は、ニードルを保持可能な形状であれば、任意に設計される。

ここで、本実施形態のラジアルニードル軸受用保持器１０では、図１（ｂ）に示すように、内径側部分３１と連結部３３とのなす角度θ２が９０°になるように設計されている。このように設計されたラジアルニードル軸受用保持器１０は、ニードルの脱落防止に必要な内径側部分３１の最小幅Ｗ１及び外径側部分３２の最小幅Ｗ２を確保しつつ、連結部３３の軸方向幅Ｗ３を保持器１０の板厚まで狭くすることができ、ラジアルニードル軸受用保持器１０の幅Ｗ４を大幅に短縮することができる。

次に、ラジアルニードル軸受用保持器１０の製造方法について、図２〜図４を参照して説明する。

図２は、ラジアルニードル軸受用保持器１０の製造手順を示す概略図であり、先ず、図２（ａ）に示すように、長尺素材である金属製帯板（コイル材）の幅方向両端部を略垂直に折り曲げて１対の予備リム部２０Ａを形成すると共に、１対の予備リム部２０Ａの間に、柱部３０の内径側部分３１となる予備内径側部分３１Ａ、１対の外径側部分３２となる１対の予備外径側部分３２Ａ、及び１対の連結部３３となる１対の予備連結部３３Ａを塑性加工して、第１中間素材１０Ａを作成する。

次いで、図２（ｂ）に示すように、第１中間素材１０Ａに、複数の窓部４０Ａを所定の間隔で打ち抜いて第２中間素材１０Ｂを作成する。なお、窓部４０Ａは、ラジアルニードル軸受用保持器１０の完成時に、ポケット４０となる。

複数の窓部４０Ａの打抜きにより、図３に示すように、隣り合う窓部４０Ａ間に予備柱部３０Ａが形成される。予備柱部３０Ａは、幅方向中央に一段低く形成された予備内径側部分３１Ａと、予備内径側部分３１Ａより一段高く位置し、予備内径側部分３１Ａの両外側に、予備リム部２０Ａに連続して形成された１対の予備外径側部分３２Ａと、予備内径側部分３１Ａと予備外径側部分３２Ａとを連続させる１対の予備連結部３３Ａと、を有する。

予備内径側部分３１Ａ及び予備外径側部分３２Ａの幅Ｗ１，Ｗ２は、ニードルがポケット４０から脱落することを防止するのに必要な所定の幅より長くなっている。予備連結部３３Ａの長さ（長尺方向）Ｂ１は、予備内径側部分３１Ａの長さＢ２及び予備外径側部分３２Ａの長さＢ３よりも僅かに狭くなっている。また、予備内径側部分３１Ａと予備連結部３３Ａとのなす角度θ１は、窓部４０Ａの打ち抜き作業を容易にするため、所定の角度より大きな角度、例えば、最小で１０５°になっている。

そして、図２（ｃ）に示すように、複数の窓部４０Ａが連続形成された長尺の第２中間素材１０Ｂを、ラジアルニードル軸受用保持器１０に必要な所定の長さで切断して単位中間素材１０Ｃを作成する。

次いで、図２（ｄ）及び図４に示すように、単位中間素材１０Ｃの予備リム部２０Ａを両側から押圧して予備連結部３３Ａを折り曲げ、予備内径側部分３１Ａと予備連結部３３Ａとのなす角度θ２が、単位中間素材１０Ｃにおける予備内径側部分３１Ａと予備連結部３３Ａとのなす角度θ１より小さくなるように形成する（θ２＜θ１）。

これにより、図４（ａ）に示す予備連結部３３Ａの軸方向幅Ｗ３は、折り曲げ加工することで、保持器１０の板厚まで狭めることができるので、折り曲げ加工前のラジアルニードル軸受用保持器１０の幅Ｗ０を、幅Ｗ４まで短くすることができる。

なお、予備連結部３３Ａの折り曲げ加工の際、図４（ａ）に示すように、予備内径側部分３１Ａの外面を外型５１で押えながら予備連結部３３Ａを折り曲げ加工することで安定した加工が可能となる。また、予備連結部３３Ａの折り曲げ加工は、予備内径側部分３１Ａの内面を内型５２で押えながら加工するようにしてもよい。

次いで、図２（ｅ）に示すように、所定の長さに切断され、幅Ｗが短くされた単位中間素材１０Ｄを、円筒状に曲げ形成して円筒状中間素材１０Ｅとし、更に、図２（ｆ）に示すように、互いに当接する円周方向両端縁１１同士を溶接する。その後、両リム部２０の両外側面、及び外径面などを研磨して所定の寸法に仕上げた後、浸炭窒化処理などによる熱処理、更にバリ取り加工を施してラジアルニードル軸受用保持器１０が完成する。

なお、上記説明では、長尺の第２中間素材１０Ｂを所定の長さで切断して単位中間素材１０Ｃとした後、リム部２０を両側から押圧して、角度θ２＝９０°となるように予備連結部３３Ａを折り曲げたが、この予備連結部３３Ａを折り曲げ加工は、単位中間素材１０Ｃの成形後に限定されず、複数の窓部４０Ａを所定の間隔で連続して打ち抜いて第２中間素材１０Ｂとした後（図２（ｂ）相当）であれば、任意のタイミングで行うことができる。例えば、図２（ｂ）に示す長尺の第２中間素材１０Ｂの両リム部２０を押圧してもよく、円筒状中間素材１０Ｅに成形した後（図２（ｅ）参照）、或いは、円筒状中間素材１０Ｅの円周方向両端縁１１同士を溶接した後（図２（ｆ）参照）に設定してもよい。

以上説明したように、本実施形態のラジアルニードル軸受用保持器１０によれば、柱部３０は、軸方向中央部で軸方向に延びる内径側部分３１と、内径側部分３１の軸方向外側で軸方向に延びる１対の外径側部分３２と、内径側部分３１と１対の外径側部分３２とをそれぞれ連続させる１対の連結部３３と、を有し、内径側部分３１と連結部３３とのなす角度θが、９０°であるので、ニードルの脱落防止に必要な内径側部分３１の幅Ｗ１及び外径側部分３２の幅Ｗ２を確保しつつ、ラジアルニードル軸受用保持器１０の幅狭化が可能となる。

また、本実施形態のラジアルニードル軸受用保持器の製造方法によれば、１対の予備リム部２０Ａ、予備内径側部分３１Ａ、１対の予備外径側部分３２Ａ、及び１対の予備連結部３３Ａを有する第１中間素材１０Ａを形成する工程と、第１中間素材１０Ａに所定の間隔で複数の窓部４０Ａを打ち抜いて第２中間素材１０Ｂを形成する工程と、第２中間素材１０Ｂを所定の長さに切断して単位中間素材１０Ｃを形成する工程と、単位中間素材１０Ｃを円筒状に曲げ形成して円筒状中間素材１０Ｅを形成する工程と、円筒状中間素材１０Ｅの円周方向両端縁１１同士を溶接する工程と、を備える。そして、第２中間素材１０Ｂを形成する工程以降において、予備内径側部分３１Ａと予備連結部３３Ａとのなす角度θ２が、第１中間素材１０Ａを形成した際の所定の角度θ１よりも小さくなるように、予備連結部３３Ａを折り曲げる工程を更に備えるので、従来製作が困難であった、幅狭のラジアルニードル軸受用保持器１０を容易に製作することができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

図５は、変形例のラジアルニードル軸受用保持器１０ａの断面図であり、内径側部分３１と連結部３３とのなす角度θ２が９０°以下となっている。この場合、連結部３３の軸方向幅Ｗ３によるラジアルニードル軸受用保持器１０の幅Ｗ５の増加分を保持器１０の板厚以下、さらには、マイナスにまでできる（図５では、Ｗ３＝０）。したがって、ニードルの脱落防止に必要な内径側部分３１及び外径側部分３２の幅Ｗ１，Ｗ２を確保しつつ、連結部３３の軸方向幅Ｗ３を保持器１０の板厚以下、或いは、内径側部分３１の幅Ｗ１と外径側部分３２の幅Ｗ２とを軸方向でオーバーラップさせて、ラジアルニードル軸受用保持器１０の幅Ｗ５を更に小さくすることができる。

また、図６（ａ）に示すように、予備連結部３３Ａの折り曲げ加工を容易にするため、単位中間素材１０Ｃ１において、内径側部分３１と連結部３３との接続部、及び外径側部分３２と連結部３３との接続部に、それぞれ肉盗み部３４，３５が設けられてもよい。

さらに、図６（ｂ）に示すように、予備連結部３３Ａの折り曲げ加工を容易にするため、単位中間素材１０Ｃ２において、連結部３３、内径側部分３１、及び外径側部分３２の各板厚をそれぞれ異ならせるようにしてもよい。

１０ ラジアルニードル軸受用保持器
１０Ａ 第１中間素材
１０Ｂ 第２中間素材
１０Ｃ 単位中間素材
１０Ｅ 円筒状中間素材
１１ 円周方向両端縁
２０ リム部
２０Ａ 予備リム部
３０ 柱部
３１ 内径側部分
３１Ａ 予備内径側部分
３２ 外径側部分
３２Ａ 予備外径側部分
３３ 連結部
３３Ａ 予備連結部
４０ ポケット
４０Ａ 窓部
Ｗ ラジアルニードル軸受用保持器の幅
θ１ 予備内径側部分と予備連結部とのなす角度
θ２ 内径側部分と連結部とのなす角度

Claims (2)

1. 軸方向両端部に互いに平行に配置され、それぞれが円輪状の１対のリム部と、
   前記１対のリム部間に掛け渡されて円周方向に間欠的に設けられた複数本の柱部と、
   を備え、円周方向に隣り合う前記柱部と前記両リム部とによって、ニードルを保持するポケットを画成し、
   前記柱部は、軸方向中央部で、軸方向に延びる内径側部分と、前記内径側部分の軸方向外側で、軸方向に延びる１対の外径側部分と、前記内径側部分と１対の前記外径側部分とをそれぞれ連続させる１対の連結部と、を有するラジアルニードル軸受用保持器の製造方法であって、
   帯状の金属板を塑性加工することで、金属板の幅方向両端部を略垂直に折り曲げて形成された１対の予備リム部と、前記幅方向両端部間に長尺方向に亘ってそれぞれ形成される、予備内径側部分、１対の予備外径側部分、及び１対の予備連結部と、を有する第１中間素材を形成する工程と、
   前記第１中間素材に所定の間隔で複数の予備ポケットを打ち抜き、前記予備ポケットと前記柱部とが長尺方向に関して交互に連続した第２中間素材を形成する工程と、
   前記第２中間素材を所定の長さに切断して単位中間素材を形成する工程と、
   前記単位中間素材を円筒状に曲げ形成して円筒状中間素材を形成する工程と、
   前記円筒状中間素材の円周方向両端縁同士を溶接する工程と、
   を備え、
   前記第２中間素材を形成する工程以降において、前記予備内径側部分と前記予備連結部とのなす角度が前記第１中間素材を形成した際の所定の角度よりも小さくなるように、前記予備連結部を折り曲げる工程を更に備え、
   前記予備連結部を折り曲げる工程は、前記１対の予備リム部を軸方向内方に押し込むことで、前記予備連結部を折り曲げることを特徴とするラジアルニードル軸受用保持器の製造方法。
2. 前記予備内径側部分と前記予備連結部とのなす角度が９０°以下となるように、前記予備連結部を折り曲げることを特徴とする請求項１に記載のラジアルニードル軸受用保持器の製造方法。

Images