JP2002098159A - ボールベアリングとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性に優れたボールベアリングを提供する
こと。 【解決手段】 筒状のアウター１２と、このアウター１
２の中に組み込み、両端にフランジ部を備えた筒部から
なるインナー１３と、上記アウターの内周とインナーの
筒部外周との間に転動自在に組み込んだ複数のボール１
４とからなるとともに、上記インナーが一対の第１，第
２部材１５，１６の溶接部１５ｃ，１６ｃを溶接して形
成され、上記第１，第２部材が、それぞれ、筒部１５
ａ，１６ａの一端にフランジ部１５ｂ，１６ｂを備え、
他端には、突起状の溶接部１５ｃ，１６ｃを備え、さら
に、この溶接部の内周側には、溶解した溶接部の逃げ部
１５ｄ，１６ｄとなる斜面を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アウターとイン
ナーとの間に転動自在に複数のボールを設けたボールベ
アリングに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７（ａ），（ｂ）に、ボールベアリン
グ１を示す。図７（ａ）に示す各部品を組み立てると、
図７（ｂ）に示す、アウター２とインナー３との間に複
数のボール４を備えた、ボールベアリング１が完成す
る。ただし、上記インナー３は、筒部５ａとその一端に
設けたフランジ部５ｂからなる第１インナー部材５と、
筒部６ａとフランジ部６ｂとからなる第２インナー部材
６とで構成される。そして、上記筒部５ａの外径は、上
記筒部６ａの内径にはまる寸法になっている。これら
の、部材を用いて、ボールベアリング１を製造する方法
を、図８を用いて説明する。この図８の左から順に、ベ
アリング１の製造手順を示している。

【０００３】まず、インナー３を構成する第１部材５
に、アウター２を被せる。次に、アウター２の内周と、
第１部材５の筒部５ａとの間に、ボール４を入れる。こ
のとき、上記筒部５ａの全周を囲むように複数のボール
４を入れる。次に、第１インナー部材５に、第２インナ
ー部材６を被せる。第２インナー部材６の筒孔から、第
１インナー部材５の筒部５ａがわずかに吐出する。この
状態で、かしめ機７，７にセットする。かしめ機７によ
って、第２インナー部材６のフランジ部６ａから突出し
ている第１インナー部材５の筒部５ａをかしめれば、ボ
ールベアリング１が完成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図７に示した従来のボ
ールベアリング１は、上記のように、かしめ処理を行っ
て製造しているので、特に第１インナー部材５は、焼き
入れ処理を施すことができない。なぜなら、焼き入れを
施すと、硬度が増すため、かしめることができなくなっ
てしまうからである。そのため、第１インナー部材５
は、硬度が不十分で、荷重が作用した場合には、摩耗や
変形が起こりやすい。上記筒部５ａが変形してしまう
と、アウター２との相対回転が滑らかでなくなり、軸受
けとしての機能を損なうことになる。

【０００５】また、上記ボールベアリング１を、例え
ば、車両用シートなどのスライド機構のローラとして用
いることがある。このスライド機構は、シート側に固定
したアッパーレールに、複数のボールベアリングを固定
し、このボールベアリングを、車両側に固定したロアレ
ール上にはめ合わせるようにしている。そして、上記ア
ッパーおよびロアレール内で、上記ボールベアリングが
転動し、シートが滑らかにスライドするといものであ
る。このようなスライド機構に設けたボールベアリング
には、特に、車両の急発進、急停車時には、非常に大き
な荷重が作用するので、上記筒部５ａが摩耗変形し、ベ
アリング１が壊れてしまうこともある。この発明の目的
は、耐久性に優れたボールベアリングを提供することで
ある。また、別の目的は、耐久性に優れたボールベアリ
ングを、生産性良く製造する製造方法を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明のボールベア
リングは、筒状のアウターと、このアウターの中に組み
込み、両端にフランジ部を備えた筒部からなるインナー
と、上記アウターの内周とインナーの筒部外周との間に
転動自在に組み込んだ複数のボールとからなるととも
に、上記インナーが一対の第１，第２部材の溶接部を溶
接して形成され、上記第１，第２部材が、それぞれ、筒
部の一端にフランジ部を備え、他端には、突起状の溶接
部を備え、さらに、この溶接部の内周側には、溶解した
溶接部の逃げ部となる斜面を形成した点に特徴を有す
る。

【０００７】第２の発明のボールベアリングの製造方法
は、下側溶接電極上の中央に設けた位置決め部材を、筒
部の一端にフランジ部を備え、他端に突起状の溶接部を
備えるとともに、この溶接部の内周側には溶解した溶接
部の逃げ部となる斜面を形成した第１部材の筒孔に挿入
し、上記第１インナー部材のフランジ部を上記下側の溶
接電極上に載せ、次に、上記第１インナー部材に、その
内径が上記フランジ部の外径より大きな筒状のアウター
を被せ、上記第１インナー部材の筒部の外周であって上
記アウターの内周に複数のボールを収納し、さらに、上
記第１インナー部材と同一形状の第２インナー部材を、
その溶接部が上記第１インナー部材の溶接部に当接する
向きに被せ、この第２インナー部材のフランジ部に上側
溶接電極を接触させて加圧しながら通電し、上記第１イ
ンナー部材および第２インナー部材を溶接する点に特徴
を有する。

【０００８】第３の発明は、第２の発明を前提として、
アウターおよびインナーに、予め浸炭焼き入れを施した
点に特徴を有する。第４の発明は、第１、２部材を鉄製
にするとともに、少なくとも溶接部の表面にニッケルメ
ッキを施した点に特徴を有する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜図６にこの発明の実施例を
示す。図１（ｂ）に、この実施例のボールベアリング１
１を示す。このボールベアリング１１は、図１（ａ）に
示すように、アウター１２と、鉄などの導電性の金属か
らなる第１インナー部材１５および第２インナー部材１
６と、複数のボール１４とからなる。そして、上記アウ
ター部材１２は、従来例のアウター部材２と同様の形状
であり、ボール１４も、従来のボール４と同じボールで
ある。

【００１０】また、上記第１インナー部材１５と第２イ
ンナー部材１６とは、同一形状である。そこで、図２に
は、第１インナー部材１５を示し、その詳細を説明す
る。図２に示すように第１インナー部材１５は、筒部１
５ａの一端に、フランジ部１５ｂを備えている。そし
て、上記筒部１５ａにおいて、フランジ部１５ｂと反対
側の端部は、突起状の溶接部１５ｃを備えるとともに、
この溶接部１５ｃの表面にニッケルメッキを施してい
る。また、上記溶接部１５ｃの内周側には、斜面である
逃げ部１５ｄを形成している。この逃げ部１５ｄは、上
記突起状の溶接部１５ｃが溶融した際に、その溶融部分
が移動できるように設けた斜面である。さらに、上記筒
部１５ａの外周側には、ボール１４を支持するための環
状凹部１５ｅを形成している。

【００１１】上記第２インナー部材１６は、上記第１イ
ンナー部材１５と同じ形状をしているので、詳細は、省
略し、簡単に説明する。要するに、第２インナー部材１
６も、筒部１６ａと、フランジ部１６ｂと、溶接部１６
ｃとからなる。そして、この溶接部１６ｃの表面には、
第１インナー部材１６と同様に、ニッケルメッキを施し
ている。さらに、溶接部１６ｃの内周側には、逃げ部１
６ｄが形成され、筒部１６ａの外周には、環状凹部１６
ｅが形成されている。

【００１２】次に、図３、図４を用いて上記ボールベア
リング１１の製造方法を説明する。図３には、溶接用の
下側電極１７と、この下側電極１７に対応する上側電極
１９と、これら下側・上側電極１７，１９間には、電極
間に設けるベアリング１１の部品を示している。また、
上記下側溶接電極１７の中央には、セラミックなどの非
導電材料からなる位置決め部材１８を設けている。そし
て、上記ベアリング１１を製造するためには、下側電極
１７上に、各部品を下側のものから順番に載せてゆく。
すなわち、下側電極１７の位置決め部材１８に、第１イ
ンナー部材１５を被せる。上記位置決め部材１８によっ
て、第１インナー部材１５の中心位置が決まる。さら
に、アウター１２を被せる。

【００１３】次に、第１インナー部材１５の筒部１５ａ
の外周と、アウター１２との間に、複数のボール１４を
挿入する。ボール１４を、上記筒部１５ａの外周を囲む
ようにして入れてゆくと、アウター１２の中心位置も決
まる。全てのボール１４を入れたら、第２インナー部材
１６を、その溶接部１６ｃを下に向けて上記ボール１４
の上に被せる。このとき、中央に突出している位置決め
部材１８に、第２インナー部材１６の筒部１６ａをはめ
るようにする。この状態で、第１，第２インナー部材１
５，１６は、図４のように互いの溶接部１５ｃ，１６ｃ
をつきあわせた状態で重なる。

【００１４】最後に、図３の、上側溶接電極１９を第２
インナー部材１６の上に被せる。この上側電極１９の底
面中央には、上記位置決め部材１８にかみ合う位置決め
凹部１９ａを形成している。そのため、上記上側溶接電
極の中心位置が決まり、図５に示すように、第１，第２
インナー部材１５，１６を、上下側溶接電極で挟んだ状
態になる。ただし、このとき、上記上側溶接電極１９の
位置決め凹部１９ａの底面と、位置決め部材１８の上面
との間には、図示しないが、わずかな隙間が保たれるよ
うに、各部材の寸法を設置している。この隙間を設ける
ことにより、溶接時に、上側溶接電極１９が上記位置決
め部材１８に直接当たって破損しないようにしている。

【００１５】次に、図５に示す状態で、上側電極１９
に、下方に向かう荷重を作用させながら、両溶接電極１
７，１９に通電する。電流は、第１，第２インナー部材
１５，１６の先端の溶接部１５ｃ，１６ｃを流れ、突起
状の両溶接部１５ｃ，１６ｃを溶融させる。上記溶接部
１５ｃ，１６ｃは溶融し、その内周側に形成した逃げ部
１５ｄ，１６ｄへ流れるとともに、両インナー部材１５
と１６は溶接され、一体化して、図６に示す１個のイン
ナー１３になる。

【００１６】上記のように、溶接部１５ｃと１６ｃが溶
融し、逃げ部１５ｄ，１６ｄへ移動すれば、その分、溶
接部１５ｃ，１６ｃの突起の高さは低くなる。このよう
にして溶接した製品の高さが一定となるように、溶接時
には、上記上側溶接電極１９を一定圧力で加圧するとと
もに、一定の通電容量で、溶接するようにしている。そ
して、これらの一定圧力、一定通電容量のもとで、予め
実験を行って、溶接代、すなわち、溶接部１５ｃ，１６
ｃの突起の寸法を決めておく。

【００１７】また、上記溶接部１５ｃ，１６ｃの内周側
に、逃げ部１５ｄ，１６ｄを形成し、溶融した金属をこ
の逃げ部１５ｄ，１６ｄ内に導くようにしている。その
ため、溶融金属は、上記逃げ部１５ｄ，１６ｄを埋める
が、外側の環状凹部１５ｅや１６ｅにはみ出すことはな
い。もしも、上記環状凹部１５ｅ、１６ｅに溶融金属が
はみ出すようなことがあると、そこに設けたボール１４
の滑らかな転動を妨げることになる。しかし、この実施
例のボールベアリングなら、そのような心配はない。

【００１８】さらに、この実施例では、第１インナー部
材１５と第２インナー部材１６とを鉄製にするととも
に、溶接部１５ｃ、１６ｃの表面にニッケルメッキを施
しているので、次のような効果を期待できる。すなわ
ち、溶接部表面にニッケルメッキを施しておけば、その
部分の酸化を防止できる。もし、溶接部表面が酸化して
しまうと、それら溶接部１５ｃ、１６ｃにおける接触抵
抗が大きくなってしまう。このように接触抵抗が大きく
なれば、溶接が不完全になる。しかし、この実施例のよ
うに溶接部表面にニッケルメッキを施しておけば、その
ような問題が発生しない。しかも、ニッケルは鉄よりも
導電性が良いので、溶接部１５ｃ、１６ｃの接触部分の
導電性が良好に保たれ、それだけ溶接性もさらに向上す
ることになる。

【００１９】特に、第１インナー部材１５と第２インナ
ー部材１６とに浸炭焼き入れを施した場合には、その部
分の炭素量が多くなるので、それだけ溶接性が悪くな
る。しかし、ニッケルメッキを施しておくと、このメッ
キ層が先に溶けて、浸炭焼き入れ層の溶融を誘発するの
で、溶接性が悪くなったりしない。

【００２０】さらに、ニッケルメッキは、鉄製の第１イ
ンナー部材１５と第２インナー部材１６とその融点が近
いので、溶接性を良好に保つことができる。もし、鉄製
の第１インナー部材１５と第２インナー部材１６よりも
融点の低い材料でメッキした場合には、メッキ材料が先
に沸騰してその溶接面を荒らしてしまい、溶接の安定性
を損なうことになる。反対に鉄よりも融点の高い材料で
メッキした場合には、メッキ材料の融点に溶接温度を設
定しなければならなくなるので、鉄の方が先に溶けてし
まい、溶接の安定性が損なわれる。

【００２１】しかし、上記のようにメッキ材料としてニ
ッケルを用いれば、上記のような問題がいっさい発生し
なくなる。なお、上記実施例においては、第１インナー
部材１５と第２インナー部材１６の溶接部１５ｃ、１６
ｃの表面にニッケルメッキを施すようにしたが、第１イ
ンナー部材１５と第２インナー部材１６の全体にニッケ
ルメッキを施しても良いこと当然である。

【００２２】以上のように、この実施例のボールベアリ
ング１１の製造工程には、かしめ工程がない。そのた
め、第１，第２インナー部材１５，１６を焼き入れ処理
しておくことができる。もちろん、アウター１２も熱処
理しておくことができる。したがって、完成したボール
ベアリングは、摩耗変形しにくい、耐久性の高いものに
なる。インナー部材に用いる材料としては、その成分
比、マンガン／炭素が、２．５以上の炭素鋼が好まし
い。炭素の比率が高い場合には、溶接がうまくできない
ことが有るからである。

【００２３】なお、上記焼き入れ処理として、浸炭焼き
入れを行った場合には、各部品の表面だけを硬化させる
ことができる。焼き入れ処理によって、全体が硬化する
と、耐摩耗性が上がるが、粘りが無くなって、耐衝撃性
が落ちることがある。しかし、浸炭焼き入れを行った場
合には、内部の粘りは保持されたまま、表面だけを硬化
させることができるので、耐摩耗性も、耐衝撃性の両方
を満足することができる。また、この発明のボールベア
リング１１は、インナー１３が、一対の第１，第２イン
ナー部材１５，１６で構成される。つまり、第１インナ
ー部材１５と第２インナー部材１６の形状を統一でき
る。そのため、従来のように、２種類の異なる形状のイ
ンナー部材を用いる場合と比べて、部品の種類を少なく
でき、生産性が向上する。

【００２４】さらに、従来のように、第１インナー部材
５をかしめて、第２インナー部材６と結合する場合に
は、かしめ工程で作用させる荷重によって、製品に歪み
が生じることもあるが、この発明の製造方法を用いた場
合には、その心配がない。しかも、かしめによる接合に
比べて、溶接による接合の方が強固であるとともに、が
た付きも無い。そのため、より滑らかに、回転や転動を
する。

【００２５】

【発明の効果】第１の発明によれば、かしめ処理を施す
必要が無いため、熱処理した部品を用いることができ
る。そのため、耐久性を高めることができる。しかも、
逃げ部を形成することにより、溶接部が、ボールの転が
り面にはみ出して、その回転を妨げる心配がない。第
２、第３の発明によれば、耐久性の高いボールベアリン
グを、生産性良く製造できる。

【００２６】特に、第３の発明において、アウターまた
はインナーに浸炭焼き入れを、施すことにより、各部品
の表面だけを硬化させ、耐久性、耐衝撃性の高いボール
ベアリングを製造できる。第４の発明によれば、安定し
た溶接を期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例のボールベアリングを示す斜
視図であり、（ａ）はその部品であり、（ｂ）は完成品
である。

【図２】実施例の第１インナー部材の断面図である。

【図３】実施例のボールベアリングの製造方法を説明す
る図である。

【図４】第１インナー部材と第２インナー部材とを溶接
する前の状態を示した断面図である。

【図５】溶接電極に各部品を取り付けた状態の断面図で
ある。

【図６】第１，第２インナー部材の溶接後の断面図であ
る。

【図７】従来例のボールベアリングを示す断面図であ
り、（ａ）はその部品であり、（ｂ）は完成品である。

【図８】従来例のボールベアリングの製造方法を説明す
る図である。

【符号の説明】 １１ ボールベアリング １２ アウター １３ インナー １４ ボール １５ 第１インナー部材 １５ａ 筒部 １５ｂ フランジ部 １５ｃ 溶接部 １５ｄ 逃げ部 １６ 第２インナー部材 １６ａ 筒部 １５ｂ フランジ部 １６ｃ 溶接部 １６ｄ 逃げ部 １７ 下側溶接電極 １８ 位置決め部材 １９ 上側溶接部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のアウターと、このアウターの中に
   組み込み、両端にフランジ部を備えた筒部からなるイン
   ナーと、上記アウターの内周とインナーの筒部外周との
   間に転動自在に組み込んだ複数のボールとからなるとと
   もに、上記インナーが一対の第１，第２部材の溶接部を
   溶接して形成され、上記第１，第２部材が、それぞれ、
   筒部の一端にフランジ部を備え、他端には、突起状の溶
   接部を備え、さらに、この溶接部の内周側には、溶解し
   た溶接部の逃げ部となる斜面を形成したことを特徴とす
   るボールベアリング。
2. 【請求項２】 下側溶接電極上の中央に設けた位置決め
   部材を、筒部の一端にフランジ部を備え、他端に突起状
   の溶接部を備えるとともに、この溶接部の内周側には溶
   解した溶接部の逃げ部となる斜面を形成した第１部材の
   筒孔に挿入し、上記第１インナー部材のフランジ部を上
   記下側溶接電極上に載せ、次に、上記第１インナー部材
   に、その内径が上記フランジ部の外径より大きな筒状の
   アウターを被せ、上記第１インナー部材の筒部の外周で
   あって上記アウターの内周に複数のボールを収納し、さ
   らに、上記第１インナー部材と同一形状の第２インナー
   部材を、その溶接部が上記第１インナー部材の溶接部に
   当接する向きに被せ、この第２インナー部材のフランジ
   部に上側溶接電極を接触させて加圧しながら通電し、上
   記第１インナー部材および第２インナー部材を溶接する
   ボールベアリングの製造方法。
3. 【請求項３】 アウターおよびインナーに、予め浸炭焼
   き入れを施したことを特徴とする請求項２記載のボール
   ベアリングの製造方法。
4. 【請求項４】 第１、２部材を鉄製にするとともに、少
   なくとも溶接部の表面にニッケルメッキを施してなる請
   求項１〜３のいずれか１に記載のボールベアリングとそ
   の製造方法。