JP2005133841A - 軸受用保持器及びころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加や加工コストの上昇等を招くことなく環状側板からの支持ピンの抜けを防止することのできる軸受用保持器を提供する。
【解決手段】本発明に係る軸受用保持器は、転動体１を間に挟んで相対向する一対の環状側板３に複数のピン圧入孔を環状側板３の周方向に等間隔で穿設し、転動体１を回転自在に支持する支持ピン２の両端部をピン圧入孔に圧入した後、支持ピン２の両端部をピン圧入孔の周囲から加締めて組立てられる。支持ピン２は、その外周面両端部に、支持ピン２の両端部を加締めたときに環状側板３の塑性変形部３ａと密着する溝１０を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、転動体として円筒ころ、円錐ころ等のころを用いたころ軸受および該ころ軸受に使用される軸受用保持器に関する。

ころ軸受の転動体を保持する保持器として、たとえば下記文献１に記載されたものが知られている。この軸受用保持器は、図９に示すように、中心部にピン挿通孔１ａを有する転動体１を回転自在に支持する複数本の支持ピン２（図では１本のみを図示）と、これら支持ピン２の両端部を支持する一対の環状側板３，３とからなり、支持ピン２の一端部には、一方の環状側板３に穿設されたテーパねじ孔５に螺合するテーパねじ部４が形成されている。

このような軸受用保持器は、支持ピン２のテーパねじ部４をテーパねじ孔５にねじ込んだ後、テーパねじ部４と反対側の支持ピン２の端部を他方の環状側板３に溶接接合して組立てられる。このため、支持ピン２と環状側板３とを溶接する前に支持ピン２と環状側板３を脱脂する必要とし、脱脂作業がわずらしいなどの問題がある。
そこで、ころ軸受の転動体を間に挟んで相対向する一対の環状側板に複数のピン圧入孔を環状側板の周方向に等間隔で穿設し、転動体を回転自在に支持する支持ピンの両端部をピン圧入孔に圧入することによって、組立時の溶接を不要としたものが提案されている（特許文献２参照）。
特開平１１−１７３３３４号公報 特開２００３−１８４８９２号公報

しかしながら、上記文献２に開示された軸受用保持器では、図１０に示すように、環状側板３からの支持ピン２の抜けを防止するための抜止めピン６を必要とするため、部品点数の増加を招くという問題があった。また、抜止めピン６を通すためのピン通し孔７を環状側板３に形成しなければならないため、ピン通し孔７の加工に手間を要し、加工コストの上昇を招くという問題もあった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、部品点数の増加や加工コストの上昇等を招くことなく環状側板からの支持ピンの抜けを防止することのできる軸受用保持器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る軸受用保持器は、ころ軸受の転動体を間に挟んで相対向する一対の環状側板に複数のピン圧入孔を前記環状側板の周方向に等間隔で穿設し、前記転動体を回転自在に支持する支持ピンの両端部を前記ピン圧入孔に圧入した後、前記支持ピンの両端部を前記ピン圧入孔の周囲から加締めて組立てられる軸受用保持器であって、前記支持ピンの両端部を加締めたときに前記環状側板の塑性変形部と密着する溝を前記支持ピンの外周面両端部に該支持ピンのほぼ全周に亘って設けたことを特徴とする。
このような構成によると、ピン圧入孔に圧入された支持ピンの両端部を加締めたときに支持ピンと環状側板との密着面積が増大し、環状側板からの支持ピンの抜けを防止するための抜止めピンが不要となる。従って、部品点数の増加や加工コストの上昇等を招くことなく環状側板からの支持ピンの抜けを防止することができる。

本発明に係る軸受用保持器において、環状側板は支持ピンより硬さの小さい金属材料から形成されていることが好ましい。また、ピン圧入孔に圧入される支持ピンの両端部のうち一方の端部の直径を他方の端部の直径より小さくすることが好ましい。この場合、支持ピンの両端部のうち直径が小さいほうの端部は、該端部の端面に面取り部を有することがより好ましい。さらに、支持ピンの両端部のうち直径が大きいほうの支持ピン端部と嵌合するピン圧入孔が環状側板の外側面側に面取り部を有していることがより好ましい。
また、本発明に係る軸受用保持器において、支持ピンはピン圧入孔に圧入される両端部より直径の小さい軸部を中央部に有していることが好ましい。この場合、軸部の軸方向長さを一方の環状側板の内側面と他方の環状側板の内側面との間隔より長くすることがより好ましい。

本発明に係る軸受用保持器によれば、ピン圧入孔に圧入された支持ピンの両端部を加締めたときに支持ピンと環状側板との密着面積が増大し、環状側板からの支持ピンの抜けを防止するための抜止めピンが不要となる。従って、部品点数の増加や加工コストの上昇等を招くことなく環状側板からの支持ピンの抜けを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３に、本発明の第１の実施形態を示す。図１において、符号２１は内輪、２２は外輪であって、この外輪２２と内輪２１との間には、転動体としてのころ１を保持する保持器２３が設けられている。
保持器２３は、図２及び図３に示されるように、ころ軸受の転動体１を回転自在に支持する複数本の支持ピン２（図では１本のみを図示）と、これら支持ピン２の両端部を支持する一対の環状側板３，３とからなり、転動体１の中心部には、支持ピン２を通すためのピン挿通孔１ａが穿設されている。

支持ピン２は例えばＪＩＳ Ｇ４０５１ Ｓ２５Ｃ以上の機械構造用炭素鋼やＪＩＳ Ｇ４４０１の炭素工具鋼あるいはこれらの規格に相当する炭素鋼で形成されており、転動体１と接触する部分には、Ｈｖ３００以上、好ましくはＨｖ３５０以上の硬さを有する高周波焼入れ層８が形成されている。なお、焼入れ性がより多く必要な場合には、支持ピン２の素材として、ＪＩＳ Ｇ４８０５の高炭素クロム軸受鋼、ＪＩＳ Ｇ４１０２のニッケルクロム鋼、ＪＩＳ Ｇ４１０３のニッケルクロムモリブデン鋼、ＪＩＳ Ｇ４１０４のクロム鋼、ＪＩＳ Ｇ４１０３のクロムモリブデン鋼あるいはＨｖ３００以上の硬さを有するベリリウム銅などを用いてもよい。

環状側板３は支持ピン２より硬さの小さい金属材料（例えばＪＩＳ Ｓ１０Ｃ〜Ｓ３５Ｃ程度の機械構造用炭素鋼あるいはこれらの規格に相当する鉄鋼材料）から形成されており、その硬さはＨｖ１００〜Ｈｖ２７０、好ましくはＨｖ１００〜Ｈｖ２００程度となっている。
環状側板３の内側面は転動体１を間に挟んで相対向しており、各環状側板３には複数のピン圧入孔９が環状側板３の周方向に等間隔で穿設されている。これらのピン圧入孔９には支持ピン２の両端部が圧入されており、支持ピン２の外周面両端部には、環状側板３の塑性変形部３ａと密着する断面Ｖ字形の溝１０が支持ピン２のほぼ全周に亘って設けられている。この溝１０は支持ピン２の外径を例えば７〜２０ｍｍとすると、約１〜３ｍｍ程度の深さを有している。また、環状側板３の板厚を例えば１０〜２５ｍｍとすると、溝１０は約１〜５ｍｍ程度の幅を有している。なお、溝１０の断面形状は必ずしもＶ字状である必要はなく、例えばコ字形や半円形であってもよい。また、支持ピン２とピン圧入孔９との圧入代は、支持ピン２と環状側板３との接合強度を高めるために、０．０１０ｍｍ以上、好ましくは０．０２０ｍｍ以上であることが望ましい。

このような軸受用保持器は、次のような方法で組立てられている。すなわち、先ず、転動体１のピン挿通孔１ａに支持ピン２を通した後、支持ピン２の両端部を環状側板３のピン圧入孔９に圧入する。次に、図４に示すように、ピン圧入孔９に圧入された支持ピン２の両端部をピン圧入孔９の周囲から加締め工具１１で加締める。そうすると、ピン圧入孔９の周辺部が塑性変形し、環状側板３に加えられた加締め力によって支持ピン２の両端部を環状側板３と密着結合する。

上記のように構成される本発明の第１の実施形態では、支持ピン２の両端部を加締めたときに環状側板３の塑性変形部３ａと密着する溝１０を支持ピン２の外周面両端部に支持ピン２のほぼ全周に亘って設けたことで、ピン圧入孔９に圧入された支持ピン２の両端部を加締めたときに支持ピン２と環状側板３との密着面積が増大する。これにより、環状側板３からの支持ピン２の抜けを防止するための抜止めピンが不要となるので、部品点数の増加や加工コストの上昇等を招くことなく環状側板３からの支持ピン２の抜けを防止することができる。

図５は本発明の第２の実施形態を説明するための図であり、この第２の実施形態が上述した第１の実施形態と異なる点は、ピン圧入孔９を中心とする円形の凹陥部１２を環状側板３の外側面に設けた点である。このような構成であると、ピン圧入孔９に圧入された支持ピン２の両端部を加締めて保持器を組立てる際に環状側板３が容易に塑性変形するので、保持器の組立を容易に行うことができる。

なお、第１の実施形態では高周波焼入れ層８を転動体１と接触する部分のみに形成したが、図５に示す第２の実施形態のように、支持ピン２の外周面全体に高周波焼入れ層８を形成してもよい。また、本発明では溶接による熱影響がないので、支持ピン２の全体に焼入れ焼戻しを行ない、硬さをＨｖ３００以上、好ましくはＨｖ３５０以上としてもよい。
また、第１及び第２の実施形態では支持ピン２の直径を全長にわたって同一径としたが、図６に示す第３の実施形態のように、環状側板３のピン圧入孔９に圧入される支持ピン２の両端部のうち一方の端部（図中下側の端部）の直径ｄ₁を他方の端部（図中上側の端部）の直径ｄ₃より小さくしてもよい。このような構成であると、保持器を組立てる際に支持ピン２の両端部を環状側板３のピン圧入孔９に同じ方向から圧入できるので、保持器の組立を容易に行うことができる。

この場合、環状側板３のピン圧入孔９に圧入される支持ピン２の両端部のうち直径が小さいほうの端部（図中下側の端部）は、図６に示すように、端面に面取り部１３を有することが好ましい。このような構成であると、保持器を組立てる際に支持ピン２を環状側板３のピン圧入孔９に容易に圧入することができる。
また、環状側板３のピン圧入孔９に圧入される支持ピン２の両端部のうち直径が大きいほうの端部（図中上側の端部）と嵌合するピン圧入孔９は、図６に示すように、環状側板３の外側面側に面取り部１４を有することが好ましい。面取り部１４の大きさは軸方向の長さが２〜５ｍｍで、直径の減少量は０．０５〜０．５ｍｍ、好ましくは０．１〜０．３ｍｍであることが好ましい。このような構成であると、保持器を組立てる際に支持ピン２を環状側板３のピン圧入孔９に容易に圧入することができる。

図７は本発明の第４の実施形態に係る軸受用保持器の部分断面図であり、この第４の実施形態が上述した第３の実施形態と異なる点は、支持ピン２が環状側板３のピン圧入孔９に圧入される両端部より直径ｄ₂の小さい軸部２ａを中央部に有する点である。
図８は本発明の第５の実施形態に係る軸受用保持器の部分断面図であり、この第５の実施形態が第４の実施形態と異なる点は、支持ピン２の軸部２ａの軸方向長さＬを一方の環状側板３の内側面と他方の環状側板３の内側面との間隔Ｓより長くし、環状側板３の中に支持ピン２の両端部と軸部２ａとの間の段差が存在する点である。このような構成であると、支持ピン２の両端部と軸部２ａとの間に生じた段差によって支持ピン２がフレッチングにより損傷することを防止することができる。

本発明の第１の実施形態に係るころ軸受の部分断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る軸受保持器の部分側面図である。 図２のIII−III断面図である。 図２に示す保持器の組立て手順を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る軸受保持器の部分断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る軸受保持器の部分断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る軸受保持器の部分断面図である。 第１の従来例を示す図である。 第２の従来例を示す図である。

符号の説明

１ 転動体
１ａ ピン挿通孔
２ 支持ピン
２ａ 軸部
３ 環状側板
３ａ 塑性変形部
８ 高周波焼入れ層
９ ピン圧入孔
１０ 溝
１１ 加締め工具
１２ 凹陥部
１３，１４ 面取り部
２１ 内輪
２２ 外輪

Claims (8)

1. ころ軸受の転動体を間に挟んで相対向する一対の環状側板に複数のピン圧入孔を前記環状側板の周方向に等間隔で穿設し、前記転動体を回転自在に支持する支持ピンの両端部を前記ピン圧入孔に圧入した後、前記支持ピンの両端部を前記ピン圧入孔の周囲から加締めて組立てられる軸受用保持器であって、前記支持ピンの両端部を加締めたときに前記環状側板の塑性変形部と密着する溝を前記支持ピンの外周面両端部に該支持ピンのほぼ全周に亘って設けたことを特徴とする軸受用保持器。
2. 前記環状側板は、前記支持ピンより硬さの小さい金属材料から形成されていることを特徴とする請求項１記載の軸受用保持器。
3. 請求項１又は２記載の軸受用保持器において、前記ピン圧入孔に圧入される前記支持ピンの両端部のうち一方の端部の直径を他方の端部の直径より小さくしたことを特徴とする軸受用保持器。
4. 請求項３記載の軸受用保持器において、前記支持ピンの両端部のうち直径が小さいほうの端部は、該端部の端面に面取り部を有することを特徴とする軸受用保持器。
5. 前記支持ピンの両端部のうち直径が大きいほうの端部と嵌合するピン圧入孔は、前記環状側板の外側面側に面取り部を有することを特徴とする請求項３又は４記載の軸受用保持器。
6. 前記支持ピンは、前記ピン圧入孔に圧入される両端部より直径の小さい軸部を中央部に有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の軸受用保持器。
7. 請求項６記載の軸受用保持器において、前記軸部の軸方向長さを前記一対の環状側板のうち一方の環状側板の内側面と他方の環状側板の内側面との間隔より長くしたことを特徴とする軸受用保持器。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の軸受用保持器を備えてなることを特徴とするころ軸受。

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