JP4269708B2 - 玉軸受 - Google Patents
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- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のステアリングコラム、スタータなどに用いられる玉軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車のステアリングコラムやスタータなどには、軸受として、例えばアンギュラ玉軸受、深溝玉軸受といった玉軸受が用いられている。ところが、ステアリングコラムは、自動車の走行中、常に大きな荷重を受けるものではなく、またスタータは自動車のエンジン始動時のみに短時間（概ね１秒程度）高速回転するものであり、耐久性などの要求特性が高くないので、一般の玉軸受では過剰品質となる。そのため、軌道輪として、冷間圧延鋼板等をプレス加工したものを用い、高品質ではないが安価である玉軸受の開発が進められている。
【０００３】
例えば、安価でありながら所定の使用条件を実現するのに充分な性能を持つ、玉の軌道用の球面部とその両側に各々連設された大径円筒部及び小径円筒部とを有する外輪と、上記外輪の球面部に対向する玉の軌道用の球面部とその両側に各々連設された大径円筒部及び小径円筒部とを有する内輪と、内輪の小径円筒部の端部に折り曲げ形成され且つ外輪の小径円筒部の端部に近接するフランジ状の第１密閉部と、外輪の大径円筒部の内周面に圧入され且つ内輪の大径円筒部に近接する円環状の第２密封部とを具備するアンギュラ玉軸受が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２４８０１８号公報（請求項１、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、安価化を目的とした玉軸受では、品質をある程度犠牲にしているとはいえ、外部から異物が混入すると、軌道輪の軌道部における玉の転動状態が悪化して短寿命となるので、防塵性が高いことが求められる。ところが、上記したアンギュラ玉軸受のように、高い密封性を確保するためにシールやシールドなどの別個の部品を用いることは、部品点数の増加により安価効果が損なわれるので、安価化のニーズに充分に応えた玉軸受とはならない。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、部品点数の増加などにより安価効果が損なわれるといったことがなく、しかも高い防塵性を実現した玉軸受の提供をその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の玉軸受は、鋼板をプレス加工して得られる外輪および内輪と、前記外輪および内輪の間に転動自在に配置された複数の玉と、前記複数の玉を保持する冠形の保持器とを備えた玉軸受であって、前記外輪が、軸方向一方側で径方向内方に縮径するとともに所定曲率半径を有する軌道部と、その軌道部の軸方向他方側に連なり軸方向に延設される円筒部とを有し、前記内輪が、前記外輪の軌道部と対向し所定曲率半径を有する軌道部と、その軌道部の前記軸方向一方側に連なり軸方向に延設される円筒部とを有し、前記内輪の円筒部の外周縁に前記保持器と離隔するよう薄肉にした段差部を周設し、この段差部と前記保持器との間でラビリンスシールを構成し、前記保持器は、この保持器における前記軸方向一方側の外周面が前記外輪の軌道部の縮径部分の内周面と径方向に対向するとともに、この保持器における前記軸方向他方側の外周が前記外輪の軌道部の縮径部分より大径とされており、前記外輪に、この外輪の円筒部の前記軸方向他方側に連なるとともに前記内輪の軌道部に近接するよう径方向内方に延設された折曲部を設け、前記折曲部の前記径方向内方側の先端部によって形成される開口部の径を、前記冠形の保持器の最外径よりも大きくしており、前記折曲部と前記内輪の軌道部との間でラビリンスシールを構成したことを特徴としている（請求項１）。
上記の構成によれば、前記内輪の円筒部の外周縁に周設した段差部と、前記冠形の保持器との間でラビリンスシールを構成し、かつ前記折曲部と前記内輪の軌道部との間でラビリンスシールを構成しているので、内輪の円筒部と冠形の保持器との間の隙間から異物が混入するのが抑制され、高い防塵性を実現することができる。また、防塵性を高めるためのシールやシールドなどの別個の部品を用いないので、部品点数が増加せず、安価な玉軸受の提供が実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の玉軸受の一実施形態に係るアンギュラ玉軸受を模式的に示す断面図である。このアンギュラ玉軸受は、外輪１１と、内輪１２と、両者の間に転動自在に配置される複数の玉１３と、複数の玉１３を保持するための冠形の保持器１４とから構成される。
【０００９】
外輪１１は、所定曲率半径を有する軌道部１１ａと、その軌道部１１ａに連なり軸方向に延設される円筒部１１ｂとを有する。また、その円筒部１１ｂに連なり径方向内方に延設される折曲部１１ｃを有しており、この折曲部１１ｃは、折り曲げやすいように、軌道部１１ａや円筒部１１ｂよりも若干薄肉になっている。
このような外輪１１は、例えば、縁部を薄肉にした冷間圧延鋼板などの鋼板を深絞り加工した後、底を打ち抜き、さらに上記の薄肉の縁部を折り曲げて折曲部１１ｃを形成した後、浸炭焼入れ、高周波焼入れなどを含む熱処理を行うことにより製造することができる。また、外輪１１は、熱処理後にバレル加工による仕上げ処理が施される。
【００１０】
内輪１２は、前記外輪１１の軌道部１１ａと対向し所定曲率半径を有する軌道部１２ａと、その軌道部１２ａに連なり前記外輪１１の折曲部１１ｃの内周端に近接するよう延設される径方向延設部１２ｂとを有する。また、前記軌道部１２ａに連なり軸方向に延設される円筒部１２ｄを有している。そして、この円筒部１２ｄの外周縁には、保持器１４の内径面１４ａと対向し所定距離で離隔するよう薄肉にした平坦な段差部２２が周設され、この段差部２２は厚肉の円筒部１２ｄと傾斜面２２ａで連なっている。なお、保持器１４の内径面１４ａと段差部２２との距離は、ラビリンス効果を奏するよう、回転数などに応じて適宜設定される。
このような内輪１２は、例えば、冷間圧延鋼板などの鋼板を深絞り加工した後、底を打ち抜き、さらに平坦な段差部２２を形成した後、浸炭焼入れ、高周波焼入れなどを含む熱処理を行うことにより製造することができる。また、内輪１２は、熱処理後にバレル加工による仕上げ処理が施される。
【００１１】
本形態に係るアンギュラ玉軸受は、保持器１４の内径面１４ａと離隔するよう薄肉にした平坦な段差部２２が周設されているので、この段差部２２と保持器１４との間に狭い隙間が形成され、ラビリンスシールを構成する。そのため、内輪２２の回転に伴いラビリンス効果が得られ、その結果として外部からの異物の混入が抑制される。さらに、内輪１２の径方向延設部１２ｂと外輪１１の折曲部１１ｃとが近接しているので、同様にラビリンス効果により、反対側の外部からの異物の混入も抑制できるという利点がある。また、外輪１１および内輪１２を深絞り加工で製造するとともに、シールやシールドを用いず部品点数を増加させていないので、安価な製品となる。さらに、外輪１１の折曲部１１ｃが径方向内方に延設され、しかもその折曲部１１ｃの内周端に近接するよう内輪１２の径方向延設部１２ｂが形成されているので、コンパクトな玉軸受となり、そのためこの玉軸受を用いる各種機器の省スペース化に寄与できるという利点がある。
【００１２】
なお、上記の実施形態において、段差部２２と厚肉の円筒部１２ｄとが傾斜面２２ａで連なっている態様を説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、段差部２２と厚肉の円筒部１２ｄとが垂直面で連なっていてもよい。また、段差部２２は、必ずしも平坦である必要はなく、傾斜していてもよい。
また、外輪１１と内輪１２とを非分離にして取り扱い性を高めるべく、外輪１１の折曲部１１ｃや内輪１２の径方向延設部１２ｂに、これらに延設される突起部などの係合部を形成してもよい。詳細には、例えば内輪１２の径方向延設部１２ｂに連なり、かつ前記外輪の折曲部の内周端よりも外輪１１の円筒部１１ｂに近接するよう延設される突起部を形成したり、内輪１２の径方向延設部１２ｂを二等配で径方向外方に変形させてなり、かつ前記外輪１１の折曲部１１ｃの内周端よりも外輪１１の円筒部１１ｂに近接するよう延設される膨出部を形成したりしてもよい。このように係合部としての突起部や膨出部を形成した場合、その突起部や膨出部を通過させるための切り欠き部を外輪１１の折曲部１１ｃに形成するようにしてもよい。
【００１３】
本発明の玉軸受は、例えば、自動車のステアリングコラム、スタータといった、耐久面などに関し高度な性能が要求されない部位の軸受として好適に用いられる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の玉軸受によれば、内輪の円筒部の外周縁に冠形の保持器と離隔するよう薄肉にした段差部を周設し、この段差部と前記冠形の保持器との間でラビリンスシールを構成し、かつ前記折曲部と前記内輪の軌道部との間でラビリンスシールを構成しているので、外部からの異物の混入が抑制され、高い防塵性を実現することができる。また、防塵性を高めるためのシールやシールドなどの別個の部品を用いないので、安価な玉軸受の提供が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の玉軸受の一実施形態に係るアンギュラ玉軸受を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 外輪
１１ａ 外輪の軌道部
１１ｂ 外輪の円筒部
１１ｃ 外輪の折曲部
１２ 内輪
１２ａ 内輪の軌道部
１２ｂ 内輪の径方向延設部
１２ｄ 内輪の円筒部
１３ 玉
１４ 保持器
１４ａ 保持器の内径面
２２ 段差部
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のステアリングコラム、スタータなどに用いられる玉軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車のステアリングコラムやスタータなどには、軸受として、例えばアンギュラ玉軸受、深溝玉軸受といった玉軸受が用いられている。ところが、ステアリングコラムは、自動車の走行中、常に大きな荷重を受けるものではなく、またスタータは自動車のエンジン始動時のみに短時間（概ね１秒程度）高速回転するものであり、耐久性などの要求特性が高くないので、一般の玉軸受では過剰品質となる。そのため、軌道輪として、冷間圧延鋼板等をプレス加工したものを用い、高品質ではないが安価である玉軸受の開発が進められている。
【０００３】
例えば、安価でありながら所定の使用条件を実現するのに充分な性能を持つ、玉の軌道用の球面部とその両側に各々連設された大径円筒部及び小径円筒部とを有する外輪と、上記外輪の球面部に対向する玉の軌道用の球面部とその両側に各々連設された大径円筒部及び小径円筒部とを有する内輪と、内輪の小径円筒部の端部に折り曲げ形成され且つ外輪の小径円筒部の端部に近接するフランジ状の第１密閉部と、外輪の大径円筒部の内周面に圧入され且つ内輪の大径円筒部に近接する円環状の第２密封部とを具備するアンギュラ玉軸受が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２４８０１８号公報（請求項１、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、安価化を目的とした玉軸受では、品質をある程度犠牲にしているとはいえ、外部から異物が混入すると、軌道輪の軌道部における玉の転動状態が悪化して短寿命となるので、防塵性が高いことが求められる。ところが、上記したアンギュラ玉軸受のように、高い密封性を確保するためにシールやシールドなどの別個の部品を用いることは、部品点数の増加により安価効果が損なわれるので、安価化のニーズに充分に応えた玉軸受とはならない。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、部品点数の増加などにより安価効果が損なわれるといったことがなく、しかも高い防塵性を実現した玉軸受の提供をその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の玉軸受は、鋼板をプレス加工して得られる外輪および内輪と、前記外輪および内輪の間に転動自在に配置された複数の玉と、前記複数の玉を保持する冠形の保持器とを備えた玉軸受であって、前記外輪が、軸方向一方側で径方向内方に縮径するとともに所定曲率半径を有する軌道部と、その軌道部の軸方向他方側に連なり軸方向に延設される円筒部とを有し、前記内輪が、前記外輪の軌道部と対向し所定曲率半径を有する軌道部と、その軌道部の前記軸方向一方側に連なり軸方向に延設される円筒部とを有し、前記内輪の円筒部の外周縁に前記保持器と離隔するよう薄肉にした段差部を周設し、この段差部と前記保持器との間でラビリンスシールを構成し、前記保持器は、この保持器における前記軸方向一方側の外周面が前記外輪の軌道部の縮径部分の内周面と径方向に対向するとともに、この保持器における前記軸方向他方側の外周が前記外輪の軌道部の縮径部分より大径とされており、前記外輪に、この外輪の円筒部の前記軸方向他方側に連なるとともに前記内輪の軌道部に近接するよう径方向内方に延設された折曲部を設け、前記折曲部の前記径方向内方側の先端部によって形成される開口部の径を、前記冠形の保持器の最外径よりも大きくしており、前記折曲部と前記内輪の軌道部との間でラビリンスシールを構成したことを特徴としている（請求項１）。
上記の構成によれば、前記内輪の円筒部の外周縁に周設した段差部と、前記冠形の保持器との間でラビリンスシールを構成し、かつ前記折曲部と前記内輪の軌道部との間でラビリンスシールを構成しているので、内輪の円筒部と冠形の保持器との間の隙間から異物が混入するのが抑制され、高い防塵性を実現することができる。また、防塵性を高めるためのシールやシールドなどの別個の部品を用いないので、部品点数が増加せず、安価な玉軸受の提供が実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の玉軸受の一実施形態に係るアンギュラ玉軸受を模式的に示す断面図である。このアンギュラ玉軸受は、外輪１１と、内輪１２と、両者の間に転動自在に配置される複数の玉１３と、複数の玉１３を保持するための冠形の保持器１４とから構成される。
【０００９】
外輪１１は、所定曲率半径を有する軌道部１１ａと、その軌道部１１ａに連なり軸方向に延設される円筒部１１ｂとを有する。また、その円筒部１１ｂに連なり径方向内方に延設される折曲部１１ｃを有しており、この折曲部１１ｃは、折り曲げやすいように、軌道部１１ａや円筒部１１ｂよりも若干薄肉になっている。
このような外輪１１は、例えば、縁部を薄肉にした冷間圧延鋼板などの鋼板を深絞り加工した後、底を打ち抜き、さらに上記の薄肉の縁部を折り曲げて折曲部１１ｃを形成した後、浸炭焼入れ、高周波焼入れなどを含む熱処理を行うことにより製造することができる。また、外輪１１は、熱処理後にバレル加工による仕上げ処理が施される。
【００１０】
内輪１２は、前記外輪１１の軌道部１１ａと対向し所定曲率半径を有する軌道部１２ａと、その軌道部１２ａに連なり前記外輪１１の折曲部１１ｃの内周端に近接するよう延設される径方向延設部１２ｂとを有する。また、前記軌道部１２ａに連なり軸方向に延設される円筒部１２ｄを有している。そして、この円筒部１２ｄの外周縁には、保持器１４の内径面１４ａと対向し所定距離で離隔するよう薄肉にした平坦な段差部２２が周設され、この段差部２２は厚肉の円筒部１２ｄと傾斜面２２ａで連なっている。なお、保持器１４の内径面１４ａと段差部２２との距離は、ラビリンス効果を奏するよう、回転数などに応じて適宜設定される。
このような内輪１２は、例えば、冷間圧延鋼板などの鋼板を深絞り加工した後、底を打ち抜き、さらに平坦な段差部２２を形成した後、浸炭焼入れ、高周波焼入れなどを含む熱処理を行うことにより製造することができる。また、内輪１２は、熱処理後にバレル加工による仕上げ処理が施される。
【００１１】
本形態に係るアンギュラ玉軸受は、保持器１４の内径面１４ａと離隔するよう薄肉にした平坦な段差部２２が周設されているので、この段差部２２と保持器１４との間に狭い隙間が形成され、ラビリンスシールを構成する。そのため、内輪２２の回転に伴いラビリンス効果が得られ、その結果として外部からの異物の混入が抑制される。さらに、内輪１２の径方向延設部１２ｂと外輪１１の折曲部１１ｃとが近接しているので、同様にラビリンス効果により、反対側の外部からの異物の混入も抑制できるという利点がある。また、外輪１１および内輪１２を深絞り加工で製造するとともに、シールやシールドを用いず部品点数を増加させていないので、安価な製品となる。さらに、外輪１１の折曲部１１ｃが径方向内方に延設され、しかもその折曲部１１ｃの内周端に近接するよう内輪１２の径方向延設部１２ｂが形成されているので、コンパクトな玉軸受となり、そのためこの玉軸受を用いる各種機器の省スペース化に寄与できるという利点がある。
【００１２】
なお、上記の実施形態において、段差部２２と厚肉の円筒部１２ｄとが傾斜面２２ａで連なっている態様を説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、段差部２２と厚肉の円筒部１２ｄとが垂直面で連なっていてもよい。また、段差部２２は、必ずしも平坦である必要はなく、傾斜していてもよい。
また、外輪１１と内輪１２とを非分離にして取り扱い性を高めるべく、外輪１１の折曲部１１ｃや内輪１２の径方向延設部１２ｂに、これらに延設される突起部などの係合部を形成してもよい。詳細には、例えば内輪１２の径方向延設部１２ｂに連なり、かつ前記外輪の折曲部の内周端よりも外輪１１の円筒部１１ｂに近接するよう延設される突起部を形成したり、内輪１２の径方向延設部１２ｂを二等配で径方向外方に変形させてなり、かつ前記外輪１１の折曲部１１ｃの内周端よりも外輪１１の円筒部１１ｂに近接するよう延設される膨出部を形成したりしてもよい。このように係合部としての突起部や膨出部を形成した場合、その突起部や膨出部を通過させるための切り欠き部を外輪１１の折曲部１１ｃに形成するようにしてもよい。
【００１３】
本発明の玉軸受は、例えば、自動車のステアリングコラム、スタータといった、耐久面などに関し高度な性能が要求されない部位の軸受として好適に用いられる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の玉軸受によれば、内輪の円筒部の外周縁に冠形の保持器と離隔するよう薄肉にした段差部を周設し、この段差部と前記冠形の保持器との間でラビリンスシールを構成し、かつ前記折曲部と前記内輪の軌道部との間でラビリンスシールを構成しているので、外部からの異物の混入が抑制され、高い防塵性を実現することができる。また、防塵性を高めるためのシールやシールドなどの別個の部品を用いないので、安価な玉軸受の提供が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の玉軸受の一実施形態に係るアンギュラ玉軸受を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 外輪
１１ａ 外輪の軌道部
１１ｂ 外輪の円筒部
１１ｃ 外輪の折曲部
１２ 内輪
１２ａ 内輪の軌道部
１２ｂ 内輪の径方向延設部
１２ｄ 内輪の円筒部
１３ 玉
１４ 保持器
１４ａ 保持器の内径面
２２ 段差部
Claims (1)
- 鋼板をプレス加工して得られる外輪および内輪と、前記外輪および内輪の間に転動自在に配置された複数の玉と、前記複数の玉を保持する冠形の保持器とを備えた玉軸受であって、
前記外輪が、軸方向一方側で径方向内方に縮径するとともに所定曲率半径を有する軌道部と、その軌道部の軸方向他方側に連なり軸方向に延設される円筒部とを有し、
前記内輪が、前記外輪の軌道部と対向し所定曲率半径を有する軌道部と、その軌道部の前記軸方向一方側に連なり軸方向に延設される円筒部とを有し、
前記内輪の円筒部の外周縁に前記保持器と離隔するよう薄肉にした段差部を周設し、この段差部と前記保持器との間でラビリンスシールを構成し、
前記保持器は、この保持器における前記軸方向一方側の外周面が前記外輪の軌道部の縮径部分の内周面と径方向に対向するとともに、この保持器における前記軸方向他方側の外周が前記外輪の軌道部の縮径部分より大径とされており、
前記外輪に、この外輪の円筒部の前記軸方向他方側に連なるとともに前記内輪の軌道部に近接するよう径方向内方に延設された折曲部を設け、
前記折曲部の前記径方向内方側の先端部によって形成される開口部の径を、前記冠形の保持器の最外径よりも大きくしており、
前記折曲部と前記内輪の軌道部との間でラビリンスシールを構成したことを特徴とする玉軸受。
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