JP2006090429A - 保持器付きころ - Google Patents

Abstract

【課題】 ころのスキューを防ぎ、かつ通油性に優れた高負荷容量型の保持器付きころを提供する。
【解決手段】 保持器付きころの保持器１は、ころ２の保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段として、鍔部３，４の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころ２の間に位置するころ保持爪７を備える。保持器１のポケット６は、周方向幅が相対的に大きい広幅部６ａと、周方向幅が相対的に小さい狭幅部６ｂ、６ｃとからなる。狭幅部６ｂ、６ｃの軸方向長さＬＮと広幅部６ａの軸方向長さＬＷとの比ＬＮ／ＬＷは、０．７〜１．３の範囲内にある。
【選択図】 図５

Description

この発明は、一般産業機械に用いられる高負荷容量型の保持器付きころに関するものである。

保持器付きころとして、例えば、特開２０００−１７９５４４号公報（特許文献１）に、図１１に示すような断面Ｍ形の保持器４０を用いたものが記載されている。図示する保持器４０は、ころピッチ円径ＰＣＤより小径の中央環状部４１と、ころピッチ円径ＰＣＤより大径の外方環状部４２と、外方環状部４２の両端から内径側に折り曲げられた一対の鍔部４３とを有している。ころ４４の外方への抜け止めは外方環状部４２で行ない、内方への抜け止めを中央環状部４１で行なっている。すなわち、ポケット４５に突出した係止片４６の幅を、ころ４４の外径よりも僅かに小さくしている。ころ４４の装着は、内径側から、ポケット４５の係止片４６を弾性変形させて行なう。

一般に、限られたスペース内で軸受負荷容量を大きくするには、ころ本数を多くすればよい。しかしながら、図１１に示したような保持器付きころでは、一定のスペース（一定の内径、外径）で保持器４０に組込むころ４４の本数を増加させて行くと、図１１（Ｂ）に示す柱幅寸法ａが小さくなり、加工上の限界が生じてくるのみならず、保持器強度も低下する。

特開２００３−１６６５４０号公報（特許文献２）は、多くのころを収容することのできる保持器付きころを開示している。この公報に開示された保持器付きころを図１２〜図１４に示している。図示する保持器付きころは、外方部材５３と内方部材５４とからなる保持器５１、および複数のころ５２を備える。外方部材５３は、ころ配列のピッチ円径ＰＣＤより大径の環状部５３ａと、この環状部５３ａの軸方向両端部を内径側に折り曲げた一対の鍔部５３ｂとを有する。内方部材５４は、ころ配列のピッチ円径ＰＣＤより小径の環状に形成する。これら外方部材５３の環状部５３ａおよび内方部材５４の円周方向複数箇所にポケット５５，５６を設け、外、内の部材５３，５４のポケット５５，５６にわたってころ５２を収容する。

上記のように、保持器５１を外方部材５３と内方部材５４の２部品で構成した場合、ポケット間の柱部５７，５８を狭く加工することができて、限られたスペース内で多くのころ５２を収容することができる。また、片方の部材５３を鍔付きとするため、隣接部品と摺接するような場合にも支障が生じない。

一方、図１２〜図１４に示すような保持器付きころでは、ころ５２の脱落防止のために、保持器５１が外方部材５３と内方部材５４とで構成されているので、部品点数が増加し、コスト高となる。また、軸受内の空間容積が内方部材５４によって小さくなるため、通油性の面で若干不利になることが予想される。

本件出願と同一の出願人は、上記の課題を解決するものとして、特開２００４−１９９２３号公報において、図１５〜図１７に示すような保持器付きころを提案した。図示する保持器付きころは、保持器６１と複数のころ６２とからなる。保持器６１は、互いに軸方向に離れて対面する一対の鍔部６３と、両鍔部６３の外径縁間にわたって円周方向の複数箇所に設けられた柱部６５を有する。保持器６１の隣り合う柱部６５の間のポケット６６にころ６２が収容される。ころ６２の端面に面する鍔部６３の内面上であって隣接するころ６２間に位置する部分に、ころ６２の保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段６７が設けられている。抜け止め手段６７は、ステーキング部分からなる突起である。

図１５〜図１７に示したような保持器付きころの場合、図１２〜図１４に示したものに比べて、通油性の向上および部品点数の削減が可能である。しかしながら、ステーキング部分を成形する際に、保持器鍔部６３の内面側に受け部材を設けることが非常に困難であり、ステーキング部分の寸法が安定しないなど、製造面および品質面で多くの問題が予想される。

そこで、本件出願人は、ステーキング部分からなる抜け止め手段６７に代えて、曲げ片状のころ保持爪を設けることを試みた。曲げ片状のころ保持爪は、保持器付きころとは別の形式の軸受、すなわち内外輪を有する外輪外鍔付きの円筒ころ軸受においては提案されている（実開昭５５−４９１４８号公報：特許文献４）。しかしながら、軸とハウジングとに直接にころを転接させる形式の従来の保持器付きころにおいて、上記公報に開示されたような曲げ片状のころ保持爪付きの保持器を適用した例は無い。
特開２０００−１７９５４４号公報（図７） 特開２００３−１６６５４０号公報（図１、図２） 特開２００４−１９９２３号公報（図１〜図８） 実開昭５５−４９１４８号公報

ころの保持器内径側への抜け止め手段として鍔部にころ保持爪を形成する構造の保持器の場合、図１１に示したＭ形保持器と異なり、ころ配列のピッチ円径ＰＣＤ上にころ案内部が存在していないので、ころのスキュー等により保持器の横走りが発生し易くなる。また、ころの本数が多くなるために、Ｍ形保持器に比べて、通油性が悪くなることが懸念される。

この発明の目的は、ころのスキューを防ぎ、かつ通油性に優れた高負荷容量型の保持器付きころを提供することである。

この発明に従った保持器付きころは、複数のころと、保持器とからなる。保持器は、ころ配列のピッチ円直径よりも大径の環状部と、この環状部の軸方向両端から内径側に突出する鍔部と、環状部に円周方向に並んで形成されて互いの間で柱部を形成し内部にころがそれぞれ入る複数のポケットと、ころの保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段とを有する。抜け止め手段は、鍔部の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころの間に位置するころ保持爪を備える。ポケットは、周方向幅が相対的に大きい広幅部と、周方向幅が相対的に小さい狭幅部とからなる。広幅部の軸方向長さをＬＷとし、狭幅部の軸方向長さをＬＮとしたとき、０．７≦ＬＮ／ＬＷ≦１．３の寸法関係が成立する。

上記の構成によれば、保持器の柱部ところ保持爪とで、ころの外径側への抜け止めと内径側への抜け止めとを役割分担させているので、柱部を簡素な形状とすることができ、柱部の位置を従来よりも外径側に配置することが可能となり、ころ間の隙間も小さくできる。こうして、一定のスペース内でころ本数を多くすることができるので、大きな負荷容量を得ることができる。

ころの内径側への抜け止めは、保持器の鍔部に設けたころ保持爪で行なうため、保持器が１部品で構成でき、部品点数を削減して低コストにできる。また、ころ保持爪が保持器の鍔部に設けられたものであるため、柱部と異なり、軸方向の一部に局所的に設けたもので済む。したがって、軸受内の空間容積の減少に影響が少なく、内径側に柱部を設ける場合に比べて通油性が向上する。

さらに、ポケットの狭幅部において、ころの外径面は両側の柱部に接するか近接するので、ころのスキューが効果的に抑制される。ポケットの広幅部においては、ころの外径面と両側の柱部との間に比較的大きな隙間が形成されるので、保持器環状部における通油を促進できる。

良好なころのスキュー抑制効果と良好な通油性とを兼ね備えるようにするために、狭幅部の軸方向長さと広幅部の軸方向長さとの比（ＬＮ／ＬＷ）を０．７〜１．３にすることが望ましい。

好ましくは、狭幅部は、広幅部を挟むように複数箇所に設けられる。狭幅部を離れた箇所に複数設けることにより、ころのスキュー抑制効果を一層高められる。一つの実施形態では、広幅部がポケットの軸方向中央部に位置し、狭幅部がポケットの軸方向両端部に位置する。

好ましくは、ころ保持爪の鍔部に対する折り曲げ角度を３０〜９０度の範囲内となるようにする。折り曲げ角度がこの範囲内であれば、ころ落ちの発生するおそれがないようにころを保持でき、かつころ保持爪の破損の問題も生じさせない。

ころ保持爪の長さを、ころの面取り部に掛かる程度としてもよい。言い換えれば、ころ保持爪が面取り部に確実に掛かるが、面取り部から大きく突出しない程度の長さとしてもよい。このように面取り部に掛かる程度の長さとすることで、ころの内径側への脱落を確実に防止しながら、ころの収容スペースをできるだけ広くすることができる。

以上のように、この発明によれば、ころのスキューを防ぎ、かつ通油性に優れた高負荷容量型の保持器付きころを得ることができる。

この発明の一実施形態に係る保持器付きころを、図１〜図７を参照して説明する。

保持器付きころは、複数のころ２と、保持器１とからなり、ころ２が軸の外径面およびハウジングの内径面（いずれも図示せず）に直接に転接するように用いられる。保持器１は、ころ配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも大径の環状部と、この環状部の軸方向両端から内径側に突出する一対の鍔部３、４とを有する。保持器１の環状部は、円周方向に交互に形成された柱部５とポケット６とを含む。円周方向に並んだ各柱部５は、ころ２の軸方向に長い形状をしており、隣接する柱部５間のポケット６内に各ころ２を収容する。柱部５によって、隣接するころ２の間隔が保持される。

保持器１は、ころ２の保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段を有する。具体的には、抜け止め手段は、各鍔部３，４の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころ２の間に位置する曲げ片状のころ保持爪７である。ころ２は、軸受鋼等からなり、例えば針状ころまたは棒状ころである。

保持器１における両側の鍔部３，４は、保持器中心軸Ｏに対してほぼ垂直な平板状に形成されている。各柱部５間のポケット６の最大周方向幅ｍは、ころ２の外径よりも僅かに小さく、ころ２が外径側に抜けることを柱部５で防止している。保持器１の柱部５は、ころ２の配列のピッチ円直径ＰＣＤよりも外径側に位置し、ころ保持爪７はピッチ円直径ＰＣＤよりも内径側に位置している。

保持器１の全体形状は、鋼管を削り出し加工、または１枚の鋼板をプレス加工して作られる。ころ保持爪７は、一対の鍔部３，４の内径側に放射状に突出するように設けられる。ころ保持爪７の形成方法として、プレス加工、ワイヤカット、放電加工等を採用できる。ころ２を組込む前の段階では、ころ保持爪７は、軸方向内側に折り曲げられておらず、鍔部７と同平面に位置する。

保持器１の強度を高めるために、保持器１に対して熱処理を行なう。熱処理法としては、高周波焼入れ、光輝焼入れ、浸炭焼入れ等を採用できる。保持器１は、焼入れ性およびプレス加工性を考慮して、好ましくは０．１５〜１．１０質量％の炭素を含有する。

熱処理法として高周波焼入れを採用する場合、好ましくは、ころ保持爪７を除く残りの部分に対して高周波焼入れおよび高周波焼戻しを施し、所望の硬度となるように硬化処理をする。一方、ころ保持爪７については、高周波焼入れを施さず、相対的に低い硬度のままとする。このようにすれば、ころ保持爪７の折り曲げ加工が容易となる。例えば、ころ保持爪７の硬度は、ＨＶ４００以下である。

熱処理法として光輝焼入れや浸炭焼入れ等を採用する場合、保持器１の全体に対して焼入れ処理を施した後に、ころ保持爪７に対して焼鈍を行なってころ保持爪７の硬度を低下させるようにしてもよい。

熱処理を施した保持器１にころ２を組込んだ後に、ころ保持爪７を鍔部３，４の内径縁から軸方向内側に折り曲げ加工する。折り曲げ加工としては、プレス加工や、へら絞り加工等を採用できる。

図４に曲げ込んだころ保持爪７の形状を示す。ころ保持爪７の鍔部３，４に対する折り曲げ角度θは、３０〜９０度とする。ころ保持爪７の折り曲げ角度が３０度未満であると、ころ２がころ保持爪７を潜り抜け、ころ落ちが発生するおそれがある。一方、９０度を超える角度まで曲げると、ころ保持爪７が破損するおそれがある。３０〜９０度の折り曲げ角度の範囲であれば、ころ落ちの発生を生じさせること無くころ２の保持を行なうことができ、かつころ保持爪７の破損の問題も生じさせない。

ころ保持爪７の長さは、ころ保持爪７がころ２の面取り部にかかる程度が好ましい。このように、ころ保持爪７の曲げ角度θおよび長さを適正に設定することにより、ころ２の収容スペースを狭くすることなく、ころ２の内径側への脱落も確実に防止できる。

図５は、保持器１のポケット６を拡大して示している。図６は図５の線Ａ−Ａに沿って見た断面図、図７は図５の線Ｂ−Ｂに沿って見た断面図である。これらの図を参照して、本発明の実施形態におけるポケット６の特徴的な形状を説明する。

ころ２の軸方向に長いポケット６は、周方向の幅が相対的に大きい広幅部６ａと、周方向の幅が相対的に小さい狭幅部６ｂ、６ｃとから成る。好ましくは、狭幅部６ｂ、６ｃは、広幅部６ａを挟むように複数箇所に設けられている。図示した実施形態では、広幅部６ａはポケット６の軸方向中央部に位置し、狭幅部６ｂ、６ｃはポケット６の軸方向両端部に位置している。

図６に示すようにポケット６の狭幅部６ｂにおいては、ころ２の外径面は両側の柱部５に接するか近接するので、ころ２のスキューを効果的に抑制する。図示した実施形態のように、狭幅部２をポケット６の軸方向両端部に設けるようにすれば、ころ２のスキュー抑制効果を一層高めることができる。

図７に示すようにポケット６の広幅部６ａにおいては、ころ２の外径面と両側の柱部５との間に比較的大きな隙間が形成されるので、保持器環状部における通油を促進できる。なお、ころ２の保持器外径側への抜けを防止するために、広幅部６ａの周方向幅は、ころ２の直径よりも僅かに小さくしておくのが望ましい。

良好なころ２のスキュー抑制効果と良好な通油性とを兼ね備えるようにするために、狭幅部６ｂ、６ｃの合計軸方向長さＬＮと、広幅部６ａの軸方向長さＬＷとの比ＬＮ／ＬＷを、０．７〜１．３の範囲内にすることが望ましい。

なお、図示した実施形態では、広幅部６ａが１箇所に形成され、狭幅部６ｂ、６ｃが２箇所に形成されていたが、他の実施形態として、交互に配置する広幅部と狭幅部とをそれぞれ複数設けるようにしてもよい。さらに他の実施形態として、広幅部および狭幅部をそれぞれ１箇所だけに設けるようにしてもよい。

図４に示した実施形態では、ころ保持爪７が鍔部３，４から軸方向内側に向かって折り曲げられて直線状に延びているが、他の実施形態として、図８に示すように、ころ保持爪７の内側が凹となる円弧状の曲線形状としてもよい。また、図９に示すように、ころ保持爪７の形状を、先端に向けて厚みが漸減する先細り形状としてもよい。

本発明の実施形態に係る保持器付きころによると、保持器１の柱部５ところ保持爪７とで、ころ２の外径側への抜け止めと、内径側への抜け止めとを役割分担させているので、柱部５を簡素な形状にすることができ、柱部５の位置をより外側に配置することができる。その結果、ころ間の隙間を小さくして、一定のスペース内でころ本数を多くすることができるので、大きな負荷容量を得ることができる。

ころ２の内径側への抜け止めは、保持器１の鍔部３，４の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延びるころ保持爪７によって行なうため、保持器１を一部品で構成でき、部品点数を削減できて低コストとなる。また、ころ保持爪７の占める領域は小さいので、軸受内の空間容積の減少に影響が少なく、内径側に柱部を設ける場合に比べて通油性が向上する。

図１０は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、ころ保持爪７を一方の鍔部４のみに設けたものである。このようにころ保持爪７を一方の鍔部のみに設けた場合、ころ２はその一端がころ保持爪７によって支持されるが、他端が内径側に傾くおそれがある。この場合、両側の鍔部３，４間の間隔ところ２の長さとの関係を適宜設定しておけば、ころ２の他端は鍔部３の内面に当接して内径側に抜け出ることは阻止される。ころ保持爪７は、保持器付きころを単独で取り扱うときに、ころ２の抜け止めを行なうためのものである。言い換えれば、ころ保持爪７は、機器へ組込まれた状態では必要なものではないので、上記のようにころ２が傾き状態で抜け止めされても、使用上の性能への影響はない。このようにころ保持爪７を片側の鍔部４のみに設けるようにすれば、製造が簡単で低コスト化が図れる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変更を加えることが可能である。

この発明は、一般産業機械に用いられる高負荷容量型の保持器付きころに有利に利用され得る。

この発明の一実施形態に係る保持器付きころの横断面図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って見た断面図である。 上記の保持器付きころの正面図である。 図２の部分拡大図である。 保持器のポケットを拡大して示す図である。 図５の線Ａ−Ａに沿って見た断面図である。 図５の線Ｂ−Ｂに沿って見た断面図である。 保持器付きころのころ保持爪の変形例を示す断面図である。 保持器付きころのころ保持爪の他の変形例を示す断面図である。 保持器付きころの保持器の変形例を示す断面図である。 従来の保持器付きころの保持器を示す図であり、（Ａ）は部分斜視図、（Ｂ）は部分断面図である。 従来の保持器付きころの他の例を示す横断面図である。 図１２の線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿って見た断面図である。 図１２に示した保持器付きころの正面図である。 従来の保持器付きころのさらに他の例を示す横断面図である。 図１５の線ＸＶ−ＸＶに沿って見た断面図である。 図１６の抜け止め手段を示す図であり、（Ａ）は図１６のＡ部の拡大図、（Ｂ）は抜け止め手段の斜視図である。

符号の説明

１ 保持器、２ ころ、３，４ 鍔部、５ 柱部、６ ポケット、６ａ 広幅部、６ｂ、６ｃ 狭幅部、７ ころ保持爪。

Claims (6)

1. 複数のころと、保持器とからなり、前記保持器が、ころ配列のピッチ円直径よりも大径の環状部と、この環状部の軸方向両端から内径側に突出する鍔部と、前記環状部に円周方向に並んで形成されて互いの間で柱部を形成し内部に前記ころがそれぞれ入る複数のポケットと、前記ころの保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段とを有する保持器付きころにおいて、
   前記抜け止め手段は、前記鍔部の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころの間に位置するころ保持爪を備え、
   前記ポケットは、周方向幅が相対的に大きい広幅部と、周方向幅が相対的に小さい狭幅部とからなることを特徴とする、保持器付きころ。
2. 前記広幅部の軸方向長さをＬＷとし、前記狭幅部の軸方向長さをＬＮとしたとき、
   ０．７≦ＬＮ／ＬＷ≦１．３
   の寸法関係が成立する、請求項１または２に記載の保持器付きころ。
3. 前記狭幅部は、前記広幅部を挟むように複数箇所に設けられている、請求項１または２に記載の保持器付きころ。
4. 前記広幅部が前記ポケットの軸方向中央部に位置し、前記狭幅部が前記ポケットの軸方向両端部に位置している、請求項１〜３のいずれかに記載の保持器付きころ。
5. 前記ころ保持爪の前記鍔部に対する折り曲げ角度が、３０〜９０度である、請求項１〜４のいずれかに記載の保持器付きころ。
6. 前記ころ保持爪の長さを、前記ころの面取り部に掛かる程度とした、請求項１〜５のいずれかに記載の保持器付きころ。