JP2007040449A - ころ軸受の保持器、ころ軸受およびころ軸受の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハウジングの磨耗量を低減したころ軸受の保持器を提供する。
【解決手段】 柱部１４は、その中央部１５が径方向内側に折り曲げられた、断面がＶ字状の形状を有している。柱部１４の中央部１５には、その内径側の寸法が狭くなっており、内径側ころ抜け防止部１７が形成されている。また、柱部１４の端部１６には、外径側にプレス等で押圧されることにより幅広に成型され、外径側ころ抜け防止部１８が形成されている。環状部１２ａ、１２ｂの径方向の厚み寸法をＡとし、柱部１４の端部１６の厚み寸法をＢとし、柱部１４の中央部１５の径方向の厚み寸法をＣとすると、Ａ＞ＢおよびＣ＞Ｂの関係が成り立つ。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ころ軸受の保持器、ころ軸受およびころ軸受の製造方法に関し、特に、保持器の柱部のうち、その中央部を径方向内側に折り曲げたころ軸受の保持器、このような保持器を有するころ軸受およびこのようなころ軸受の保持器の製造方法に関する。

回転軸を支持するころ軸受は、転動体である複数のころと、複数のころを保持する保持器とからなる。上記した保持器には、ころを保持するためのポケットが設けられ、各ポケットの間に位置する柱部で、各ころの間隔を保持する。複数の柱部は、一対の環状部で連結されている。柱部は、径方向の断面高さを大きく確保するため、その中央部が径方向内側に折り曲げられている。なお、柱部が径方向内側に折り曲げられた保持器を含むころ軸受が、特開２００１−１５３１４３号公報（特許文献１）に開示されている。また、このような柱部が径方向内側に折り曲げられた保持器をＶ型保持器という。

ここで、上記したころ軸受の保持器を溶接保持器とした場合の保持器の製造方法について、簡単に説明する。まず、保持器の材料となる帯鋼を、帯鋼の断面形状がＶ字状となるように、成型ロールプレスにてＶ型フォーム成型加工する。その後、ころを保持することができる大きさのポケット穴を開口するようポケット抜きする。次に、保持器の円周長さとなるように切断し、切断された鋼板を円筒状に折り曲げ、折り曲げられた鋼板の端面同士を溶接等により接合し、熱処理工程を行い、保持器を製造する。

図６は、このようにして製造された保持器の一部を示す断面図である。図６を参照して、保持器１０１は、環状部１０２で連結されている柱部１０３の中央部１０５が、径方向内側に折り曲げられ、断面がＶ字状になっている。こうすることにより、ころ（図示せず）を案内するのに最も挙動が安定する位置であるＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）付近で、ころを案内することができる。

また、折り曲げられた柱部１０３の中央部１０５の内径側は、その幅が狭くなっているため、ポケットに保持されたころが、内径側に抜け落ちることはない。このようにして、一点鎖線で示す部分には、径方向内側にころが抜け落ちることを防止する内径側ころ抜け防止部１０６が形成されている。

さらに、柱部１０３の端部１０４の外径側は、プレス等で幅広になるように成型されている。図７は、柱部１０３の端部１０４を幅広に成型する状態を示す概略図である。図７を参照して、プレスで押す前の端部１０４の形状を点線で示す。端部１０４を、内径面１０８側から図中の矢印Ｘで示す方向に、外径面１０９側を固定してプレス等によって押圧する。そうすると、実線で示すように、端部１０４の肉が、柱部１０４の横の側部１１０側に押され、これに伴い、外径面１０９側は押し広げられて、幅広となる。幅広部分の周方向の寸法は大きくなるため、ころは周方向に張出した部分に引っ掛り、外径側に抜け出ることはない。このようにして、図６中の二点鎖線で示す部分には、径方向外側にころが抜け出ることを防止する外径側ころ抜け防止部１０７が形成されている。
特開２００１−１５３１４３号公報（段落番号００１８〜００２１、図１）

上記した構成の保持器を含むころ軸受を、保持器の幅面を案内する部材であるハウジング等に組み込んだ場合において、特に、ハウジングがアルミニウム等の比較的柔らかい材料であれば、保持器の幅面がハウジングと接触し、ハウジングを大きく磨耗させてしまうという問題が生ずる。

このような場合、保持器の幅面の面積を大きくしてハウジングに対する保持器からの面圧を小さくし、ハウジングへの攻撃性を緩和することが考えられる。

ここで、上記したＶ型保持器においては、幅面は素材である帯鋼の厚み、いわゆる板厚であるため、板厚を増して幅面の面積を大きくすると、ハウジングへの攻撃性を緩和することができる。しかし、保持器の径方向に許容される寸法は定まっているため、板厚を増すことにより、Ｖ字状の段差部分を大きく設けることができなくなる。また、これに伴い、上記した外径側ころ抜け防止部と内径側ころ抜け防止部の間隔が狭くなってしまい、ころの径方向の動き量が確保できないことになる。

さらに、帯鋼の板厚を増すと、外径側ころ抜け防止部を形成するためにプレスで端部を押す面押し量が増加することになり、より大きなプレスの力で面押しする必要があると共に、安定して外径側ころ抜け防止部を形成することができないことになる。

ここで、保持器の断面がＶ字状のＶ型保持器とは別の構成のＭ型保持器を用いることが考えられる。Ｍ型保持器とは、図８に示すように、柱部１１４の中央部１１５が内径側にＶ字状に折り曲げられ、保持器の端部１１２が径方向内側に軸に垂直な方向に折り曲げられた保持器である。このようなＭ型保持器１１１は、幅面１１３の面積を大きく確保することができる。しかし、端部１１２を折り曲げなければならないため、板厚を大きくすることができず、保持器の剛性を確保することができない。また、板厚を大きくした場合であっても、端部１１２を折り曲げる際に、大きな力を要することになる。

この発明は、ハウジングに対する攻撃性を緩和したころ軸受の保持器、ころ軸受およびころ軸受の製造方法を提供することを目的とする。

この発明に係るころ軸受の保持器は、一対の環状部と、ころを収容するポケットを形成するように一対の環状部を連結し、その中央部が径方向内側に凹んだ形状を有する柱部とを含む。上記した柱部のうち、その中央部と双方の環状部との間に位置する柱部の端部は、ころが保持器の径方向外側へ抜け出ることを防止する外径側ころ抜け防止部を有する。ここで、環状部の径方向の厚み寸法をＡとし、柱部の端部の径方向の厚み寸法をＢとし、柱部の中央部の径方向の厚み寸法をＣとした場合において、Ａ＞ＢおよびＣ＞Ｂの関係が成り立つ。

このように構成することにより、幅面の面積を大きく確保して面圧を小さくし、ハウジングへの攻撃性を緩和させて、ハウジングの磨耗量を低減することができる。また、外径側へのころ抜け防止部が形成される柱部の端部については、板厚が薄いため、プレスで押す面押し量も少なくすることができ、安定して外径側ころ抜け防止部を形成することができる。さらに、Ｖ字状の段差を大きく設けることができるため、ころの径方向の動き量を大きく確保することができる。また、外径側ころ抜け防止部の肉厚のみを薄肉化することができるため、柱部の剛性を高めることができる。

この発明の他の局面においては、ころ軸受は、上記したころ軸受の保持器と、複数のころとを有する。このように構成することにより、ハウジングの磨耗量が低減されたころ軸受を提供することができる。

この発明のさらに他の局面においては、ころ軸受の保持器の製造方法は、一対の環状部と、ころを収容するポケットを形成するように一対の環状部を連結し、その中央部が径方向内側に凹んだ形状を有する柱部とを含むころ軸受の保持器の製造方法である。上記したころ軸受の保持器の製造方法は、成型ロールプレスにより板厚が均一な鋼板を、その中央部および双方の環状部に該当する部分の間隔を中央部と双方の環状部の間に該当する部分の間隔よりも大きくしてＶ字状に押圧して、その中央部を径方向内側に凹んだ形状とするＶ型フォーム成型工程を含む。

このように構成することにより、Ｖ型フォーム成型する際に、柱部の端部に該当する部分の余肉を環状部および中央部に該当する部分に容易に押し出すことができるため、外径側ころ抜け防止部を形成する際のプレスによる押圧力を小さくすることができる。

この発明によれば、幅面の面積を大きく確保して面圧を小さくし、ハウジングへの攻撃性を緩和させて、ハウジングの磨耗量を低減することができる。また、外径側へのころ抜け防止部が形成される部分については、板厚が薄いため、プレスで押す面押し量も少なくすることができ、安定して外径側ころ抜け防止部を形成することができる。さらに、Ｖ字状の段差を大きく設けることができるため、ころの径方向の動き量を大きく確保することができる。また、外径側ころ抜け防止部の肉厚のみを薄肉化することができるため、柱部の剛性を高めることができる。

その結果、ハウジングの磨耗量を低減したころ軸受の保持器、ころ軸受およびころ軸受の製造方法を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２は、この発明の一実施形態に係るころ軸受に含まれる保持器１１を示す斜視図である。図２を参照して、保持器１１は、一対の環状部１２ａ、１２ｂと、ころを保持するポケット１３を形成するように、一対の環状部１２ａ、１２ｂを連結する複数の柱部１４とを有する。柱部１４は、その中央部１５が径方向内側に折り曲げられた、断面がＶ字状の形状を有している。

次に、図２において示したころ軸受の保持器１１の詳細を説明する。図１は、図２において示された保持器１１の一部を示す断面図である。図１を参照して、柱部１４の中央部１５には、その内径側のポケット幅が狭くなった内径側ころ抜け防止部１７が形成されている。また、柱部１４の端部１６には、ころ（図示せず）が保持器１１の径方向外側に抜け出ることを防止する外径側ころ抜け防止部１８が形成されている。外径側ころ抜け防止部１８は、外径側にプレス等で押圧されることにより幅広に成型され、形成される。

ここで、環状部１２ａ、１２ｂの径方向の厚み寸法をＡとし、柱部１４の端部１６の厚み寸法をＢとし、柱部１４の中央部１５の径方向の厚み寸法をＣとすると、Ａ＞ＢおよびＣ＞Ｂの関係が成り立つように構成する。こうすることにより、環状部１２ａ、１２ｂの幅面１９ａ、１９ｂの面積を大きく確保して面圧を小さくすることができるため、環状部１２ａ、１２ｂの幅面１９ａ、１９ｂと接触するハウジング（図示せず）への攻撃性を緩和して、ハウジングを磨耗量を低減することができる。また、柱部１４の端部１６の肉厚のみが薄いため、柱部１４の剛性を高めることができる。また、後述する製造方法によって、容易に、Ａ＞ＢおよびＣ＞Ｂの関係が成り立つ保持器を製造することができる。

図３は、柱部１４の端部１６を含む断面で保持器１１を径方向に切断した状態を示す断面図である。図３を参照して、ころ２０は、外径側ころ抜け防止部１８によって、外径側へ抜け出ることを防止される。外径側ころ抜け防止部１８を形成するためには、端部１６の内径面２１を、矢印Ｙの方向からプレスによって面押しする必要がある。ここで、端部１６の板厚が大きいと、面押し量が多くなるため、面押しする力を多く必要とすると共に、安定して外径側ころ抜け防止部１８を形成することができない。

しかし、柱部１４の端部１６の板厚は薄いため、面押しする力を少なくすることができ、かつ、面押し量を安定させることができる。したがって、外径側ころ抜け防止部１８を安定して形成することができる。

さらに、上記した保持器１１にころを組み込んだ場合において、軸方向へのころのもぐりこみを防止することができる。ころのもぐりこみとは、ポケットに保持されたころが軸方向に傾いた場合に、ころが傾いたまま、軸方向に移動し、保持器の内径側へもぐり込んでしまう現象のことをいう。図４（Ａ）は、従来における板厚が均一である場合の、ころが保持器の内径側にもぐりこむ状態を示した図である。図４（Ａ）を参照して、ポケット内に保持されたころ２０は、振動等の力により軸方向に傾き、ポケットから図４（Ａ）中の点線で示す位置までころ２０が移動し、環状部３２の径方向内側にもぐり込んでしまう。

図４（Ｂ）は、この発明に係る環状部が柱部の端部の肉厚よりも大きい場合の保持器である。図４（Ｂ）を参照して、ころ２０が軸方向に傾いた場合であっても、環状部１２ｂと端部１６の間には、段差２２が形成されているため、段差２２にころ２０の先端部分が引っ掛り、ころのもぐりこみを防止することができる。

次に、図１、図２、図３および図４（Ｂ）で示した保持器１１の製造方法について説明する。まず、保持器の材料となる板厚が均一な帯鋼を、帯鋼の断面形状がＶ字状となるように、成型ロールプレスにてＶ型フォーム成型加工する。図５は、このときに使用される成型ロールプレスの一例を示す断面図である。

図５を参照して、成型ロールプレス２３は、上型２４と下型２５とを有し、上型２４と下型２５との間に、板厚が均一な帯鋼２９を挟みこんで押圧し、成型する。上型２４の中部２６は、柱部１４の中央部１５に該当する部分が下方向に凹むように、下方向に凸状となっている。上型２４に対応し、下型２５の中部２７は、柱部１４の中央部１５に該当する部分が下方向に凸状となるように、下方向に凹状となっている。また、環状部１２ａ、１２ｂに該当する部分を厚肉にするために、下型２５の側端部２８は、下方向に凹状となっている。ここで、上型２４の中部２６と下型２５の中部２７の間隔および上型２４と下型２５の側端部２８の間隔を、中央部と端部の間に該当する部分を形成する上型２４と下型２５の間隔よりも大きくする。

こうすることにより、成型ロールプレス２３によって、板厚が均一な帯鋼２９を押圧する際に、柱部１４の端部１６に該当する部分の肉を中央部および環状部に該当する部分に移動させることが容易となる。したがって、このようにしてＶ型フォーム成型を行うことにより、柱部の端部に該当する部分の余肉を中央部と双方の環状部に逃がすことができるため、成型ロールプレス２３の負荷を小さくすることができる。

ここで、特許文献１に開示された保持器については、Ｖ型フォーム成型されており、環状部が柱部よりも厚肉であるが、この場合、あらかじめ、環状部が柱部よりも厚肉である材料を用意し、これをＶ字状に折り曲げてＶ型フォーム成型しているため、本発明に係る製造方法とは異なる。また、特許文献１に開示された保持器については、柱部の板厚が均一であるのに対し、本発明に係る保持器の柱部の板厚は、均一ではなく、中央部が端部よりも厚肉となっている点でも異なる。

その後、ころを保持することができる大きさのポケット穴を開口するようポケット抜きする。次に、保持器の円周長さとなるように切断し、切断された鋼板を円筒状に折り曲げ、折り曲げられた鋼板の端面同士を溶接等により接合し、熱処理工程を行い、保持器を製造する。

以上より、保持器幅面からのハウジングへの攻撃性を緩和して、ハウジングの磨耗量を低減したころ軸受の保持器、ころ軸受およびころ軸受の製造方法を提供することができる。

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、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明に係るころ軸受の保持器、ころ軸受およびころ軸受の保持器の製造方法は、ハウジングへの攻撃性を緩和して、ハウジングの磨耗量を低減することができるので、ハウジングと幅面が当接するころ軸受の保持器、このような保持器を有するころ軸受および上記したころ軸受の保持器の製造方法に有効に利用される。

この発明の一実施形態に係るころ軸受の保持器１１を示す断面図である。 図１に示すころ軸受の保持器１１の斜視図である。 柱部１４の端部１６を含む断面で保持器１１を径方向に切断した状態を示す断面図である。 従来の保持器３１における、ころのもぐりこみ状態を示す図（Ａ）およびこの発明の一実施形態に係る保持器１１における、ころのもぐりこみ状態を示す図（Ｂ）である。 この発明の一実施形態に係るころ軸受の保持器の製造方法に使用される成型ロールプレス２３の一例を示す断面図である。 従来における板厚が均一な保持器１０１の柱部１０３の断面図である。 柱部の端部１０４を面押しすることにより、外径側ころ抜け防止部を形成する場合の概略図である。 保持器の端部を径方向内側に折り曲げたＭ型保持器１１１の一部を示す断面図である。

符号の説明

１１，３１ 保持器、１２ａ，１２ｂ，３２ 環状部、１３ ポケット、１４ 柱部、１５ 中央部、１６ 端部、１７ 内径側ころ抜け防止部、１８ 外径側ころ抜け防止部、１９ａ，１９ｂ 幅面、２０ ころ、２１ 内径面、２２ 段差、２３ 成型ロールプレス、２４ 上型、２５ 下型、２６，２７ 中部、２８ 側端部、２９ 帯鋼。

Claims (3)

1. 一対の環状部と、ころを収容するポケットを形成するように前記一対の環状部を連結し、その中央部が径方向内側に凹んだ形状を有する柱部とを含むころ軸受の保持器であって、
   前記柱部のうち、その中央部と双方の環状部との間に位置する柱部の端部は、ころが保持器の径方向外側へ抜け出ることを防止する外径側ころ抜け防止部を有し、
   前記環状部の径方向の厚み寸法をＡとし、前記柱部の端部の径方向の厚み寸法をＢとし、前記柱部の中央部の径方向の厚み寸法をＣとした場合において、Ａ＞ＢおよびＣ＞Ｂの関係が成り立つ、ころ軸受の保持器。
2. 請求項１に記載のころ軸受の保持器と、複数のころとを有する、ころ軸受。
3. 一対の環状部と、ころを収容するポケットを形成するように前記一対の環状部を連結し、その中央部が径方向内側に凹んだ形状を有する柱部とを含むころ軸受の保持器の製造方法であって、
   成型ロールプレスにより板厚が均一な鋼板を、その中央部および双方の環状部に該当する部分の間隔を中央部と双方の環状部の間に該当する部分の間隔よりも大きくしてＶ字状に押圧して、その中央部を径方向内側に凹んだ形状とするＶ型フォーム成型工程を含む、ころ軸受の保持器の製造方法。

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