JP2005221004A - 転がり軸受用保持器及び転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】組立時に溶接を必要とせず、かつ位置決めリングの位置ずれによる組立精度の低下を防止することにできる転がり軸受用保持器を提供する。
【解決手段】環状側板２２ａ，２２ｂのうち一方の環状側板２２ｂに形成された位置決め孔２４に位置決めリング２５を圧入した後、位置決めリング２５が位置決め孔２４から抜け出ないように位置決め孔２４の周縁部を加締めた転がり軸受用保持器において、位置決めリング２５の外径と位置決め孔２４の孔径を支持ピン１８の中央部に向かって徐々に小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受、特にころ軸受の転動体を保持する転がり軸受用保持器及び転がり軸受の改良に関する。

一般に、ころ軸受の転動体はころ状に形成されており、このようなころ状転動体を保持するピンタイプの保持器として、図１３に示すものが下記の特許文献１に示されている。図１３において、符号１５はころ状に形成された転動体を示しており、この転動体１５の中心部に形成されたピン挿通孔１７には、転動体１５を保持する保持器１６の支持ピン１８が挿入されている。

支持ピン１８は炭素鋼等の鉄鋼材料から形成され、その表層部には高周波焼入れ層１９が形成されている。また、支持ピン１８はその一端にテーパ状のねじ部２０を有しており、支持ピン１８を介して転動体１５を保持する一対の環状側板２２ａ，２２ｂのうち図中下側の環状側板２２ａには、支持ピン１８のねじ部２０と螺合する複数のねじ孔２３が環状側板２２ａの周方向に等間隔で設けられている。

さらに、支持ピン１８はねじ部２０と反対側の端部に先細り状のテーパ軸部２１を有しており、環状側板２２ａ，２２ｂのうち図中上側の環状側板２２ｂには、位置決めリング２５を介して支持ピン１８のテーパ軸部２１を位置決めする複数の位置決め孔２４が環状側板２２ｂの周方向に等間隔で設けられている。
特開２００３−１８４８９２号公報

このような転がり軸受用保持器では、支持ピン１８のテーパ軸部２１が位置決めリング２５によって位置決めされるため、保持器の組立精度を高めることができるが、次のような問題点を有していた。すなわち、上述した転がり軸受用保持器では、環状側板２２ｂの位置決め孔２４に圧入された位置決めリング２５が位置決め孔２４から抜け出ないように、環状側板２２ｂと位置決めリング２５とを溶接接合して組立てられている。このため、環状側板２２ｂと位置決めリング２５との溶接時に脱脂作業等を必要とし、手間を要するという問題があった。また、支持ピン１８には摩耗防止の目的で高周波焼入れが施されている場合が多く、支持ピン１８の表層部に形成された高周波焼入れ層１９が溶接時の熱的影響を受け易いなどの問題があった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、組立時に溶接を必要としない転がり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、本発明のうち第１の発明に係る転がり軸受用保持器は、一端にねじ部を有する複数の支持ピンと、これらの支持ピンを介して転がり軸受のころ状転動体を保持する一対の環状側板と、前記ねじ部と反対側の支持ピンの端部と嵌合する貫通孔を中心部に有する複数の位置決めリングとを備え、前記貫通孔の内周面および前記位置決めリングの外周面のうち少なくとも一方の面がテーパ状に形成された転がり軸受用保持器であって、前記一対の環状側板のうち一方の環状側板に形成された位置決め孔に前記位置決めリングが圧入され、かつ前記位置決めリングが前記位置決め孔から抜け出ないように前記位置決め孔の周縁部に加締め部が形成されていることを特徴とする。

このような構成であると、位置決め孔に圧入された位置決めリングと環状側板とを溶接することなく保持器を組立てることができるので、溶接時の脱脂作業が不要となる。また、支持ピンの表層部に形成された高周波焼入れ層が溶接時の熱的影響を受けることもない。
本発明のうち第２の発明に係る転がり軸受用保持器は、一端にねじ部を有する複数の支持ピンと、これらの支持ピンを介して転がり軸受のころ状転動体を保持する一対の環状側板と、前記ねじ部と反対側の支持ピンの端部と嵌合する貫通孔を中心部に有する複数の位置決めリングとを備え、前記貫通孔の内周面および前記位置決めリングの外周面のうち少なくとも一方の面がテーパ状に形成され、かつ前記一対の環状側板のうち一方の環状側板に形成された位置決め孔に前記位置決めリングを圧入した後、前記位置決めリングが前記位置決め孔から抜け出ないように前記位置決め孔の周縁部を加締めた転がり軸受用保持器において、前記位置決めリングの外径および前記位置決め孔の孔径（内径）の少なくとも一方を前記支持ピンの中央部に向かって徐々に小さくしたことを特徴とする。

位置決めリングの外周面にＶ溝を設けた場合は、少なくとも支持ピン側がテーパであれば位置決めリング外径側（貫通孔内径側）はテーパでもストレートでもよい。また、位置決めリングの外周面にＶ溝を設けない場合は、支持ピン側及び位置決めリング外径側（貫通孔内径側）の両方がテーパ状に形成されている。位置決めリングの内径面がテーパ状で外径面がストレートの場合は、組立時における位置決めリングと位置決め孔との密着性を上げるために、スリットを位置決めリングに設けることが望ましい。位置決めリングの内径面と外径面が共にテーパ状である場合には、スリットを設けてもよいし、設けなくてもよい。

このような構成であると、位置決め孔に圧入された位置決めリングが環状側板に加わる加締め力により支持ピンの軸方向に位置ずれを起すことがないので、位置決めリングの位置ずれによる組立精度の低下を防止することができる。
本発明のうち第３の発明に係る転がり軸受は、上述した転がり軸受用保持器を備えてなることを特徴とする。
本発明のうち第１及び第２の発明に係る転がり軸受用保持器においては、前記環状側板の塑性変形部と密着する溝を前記位置決めリングの外周面にほぼ全周に亘って設けることが望ましい。このような構成であると、位置決めリングの外周を円筒状とした場合にも、塑性変形部が溝部と密着しているので、軸方向の移動を防止できる。

請求項１の発明によれば、位置決め孔に圧入された位置決めリングと環状側板とを溶接することなく保持器を組立てることができるので、溶接時の脱脂作業が不要となる。また、支持ピンの表層部に形成された高周波焼入れ層が溶接時の熱的影響を受けることもない。
請求項２の発明に係る転がり軸受用保持器によれば、位置決めリングの外径と位置決め孔の孔径を支持ピンの中央部に向かって徐々に小さくしたことで、位置決め孔に圧入された位置決めリングが環状側板に加わる加締め力により支持ピンの軸方向に位置ずれを起すことがないので、位置決めリングの位置ずれによる組立精度の低下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は、本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受の部分断面図である。同図に示されるように、第１の実施形態に係る転がり軸受は外輪１１及び内輪１２を備えており、外輪１１の内周面には転動体軌道面１３が形成されている。
転動体軌道面１３は内輪１２の外周面に形成された転動体軌道面１４と対向しており、これらの軌道面１３，１４間には複数の転動体１５が設けられている。これらの転動体１５はころ状に形成されており、外輪１１と内輪１２との間には、転動体１５を保持する保持器１００が設けられている。

保持器１００は、図２に示すように、転動体１５の中心部に形成されたピン挿通孔１７を挿通して転動体１５を回転自在に支持する複数の支持ピン１８（図では１本のみを図示）を備えている。これらの支持ピン１８は例えばＪＩＳ Ｇ４０５１ Ｓ２５Ｃ以上の機械構造用炭素鋼、ＪＩＳ Ｇ４４０１の炭素工具鋼、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のクロム鋼あるいはＪＩＳ Ｇ４１０３のクロム・モリブデン鋼等から形成されており、その表層部にはＨｖ３５０以上の硬さを有する高周波焼入れ層１９が形成されている。

また、支持ピン１８はその一端にテーパ状のねじ部２０を有しており、支持ピン１８を介して転動体１５を保持する一対の環状側板２２ａ，２２ｂのうち図中下側の環状側板２２ａには、支持ピン１８のねじ部２０と螺合する複数のねじ孔２３が環状側板２２ａの周方向に等間隔で設けられている。
支持ピン１８はねじ部２０と反対側の端部に先細り状のテーパ軸部２１を有しており、環状側板２２ａ，２２ｂのうち図中上側の環状側板２２ｂには、位置決めリング２５を介して支持ピン１８のテーパ軸部２１を位置決めする複数の位置決め孔２４が環状側板２２ｂの周方向に等間隔で設けられている。

位置決めリング２５は環状側板２２ｂの位置決め孔２４に圧入されており、位置決め孔２４の周縁部には、位置決め孔２４からの位置決めリング２５の抜出を防止するための加締め部２７が形成されている。また、位置決めリング２５は支持ピン１８のテーパ軸部２１と嵌合する貫通孔２６を中心部に有しており、この位置決めリング２５の外径と位置決め孔２４の孔径は支持ピン１８の中央部に向かって徐々に小さくなっている。
なお、環状側板２２ａ，２２ｂは例えばＪＩＳ Ｓ１０Ｃ〜Ｓ３５Ｃ程度の機械構造用炭素鋼から形成され、その硬さはＨｖ２７０以下、好ましくはＨｖ２００以下となっている。

図３は、上記のように構成される保持器１００の組立方法を示す図である。同図に示すように、保持器１００を組立てる場合は、先ず、テーパ軸部２１の先端面に形成された溝部２８に不図示のねじ締め具を係合させて支持ピン１８のねじ部２０を環状側板２２ａのねじ孔２３にねじ込む。次に、環状側板２２ｂの位置決め孔２４に位置決めリング２５を圧入した後、位置決めリング２５の貫通孔２６に支持ピン１８のテーパ軸部２１を挿入すると、支持ピン１８のテーパ軸部２１が位置決めリング２５によって位置決めされる。その後、環状側板２２ｂに加締め力を加えて位置決め孔２４の周縁部を加締め、さらに位置決めリング２５の貫通孔２６から突出するテーパ軸部２１の先端部を加締めることで、図２に示す保持器１００が得られる。

上述した第１の実施形態では、環状側板２２ｂに形成された位置決め孔２４に位置決めリング２５を圧入した後、位置決めリング２５が位置決め孔２４から抜け出ないように位置決め孔２４の周縁部を加締めたことで、環状側板２２ｂと位置決めリング２５とを溶接することなく保持器を組立てることができるので、溶接時の脱脂作業等が不要となる。また、支持ピン１８の表層部に形成された高周波焼入れ層１９が溶接時の熱的影響を受けることもない。

さらに、上述した第１の実施形態では、位置決めリング２５の外径と位置決め孔２４の孔径を支持ピン１８の中央部に向かって徐々に小さくしたことで、位置決め孔２４に圧入された位置決めリング２５が環状側板２２ｂに加わる加締め力により位置ずれを起すことがないので、位置決めリング２５の位置ずれによる組立精度の低下を防止することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述した第１の実施形態では支持ピン１８のねじ部２０をテーパ状に形成したが、図４に示す第２の実施形態のように、支持ピン１８のねじ部２０をストレート形状としてもよい。さらに、図５に示す第３の実施形態のように、位置決めリング２５にスリット２９を設けてもよい。
また、第１の実施形態ではテーパ軸部２１の先端面に形成された溝部２８に不図示のねじ締め具を係合させて支持ピン１８のねじ部２０を環状側板２２ａのねじ孔２３にねじ込むようにしたが、テーパ軸部２１の先端面に非円形の穴部３０（図５及び図６参照）または横断面が矩形の突起部３１（図７及び図８参照）を設け、この穴部３０または突起部３１にねじ締め具を係合させて支持ピン１８のねじ部２０を環状側板２２ａのねじ孔２３にねじ込むようにしてもよい。

また、第１の実施形態では位置決めリング２５の貫通孔２６から突出するテーパ軸部２１の先端部を加締めてテーパ軸部２１を位置決めリング２５に固定するようにしたが、図９に示すように、テーパ軸部２１の先端面にねじ部３１を設け、このねじ部３１をナット３２で締め付けてテーパ軸部２１を位置決めリング２５に固定するようにしてもよい。この場合、図１０に示すように、ナット３２から突出するねじ部３１の先端部を加締めることが好ましい。

さらに、第１の実施形態では位置決めリング２５の貫通孔（内径）側及び外径側の両方をテーパ状としたが、図１１に示すように、位置決めリング２５の外周面にＶ溝３３を設けるために、位置決めリング２５の外径側をストレートの円筒面としても良い。このような構成とすることにより、加締め時に環状側板２２ｂの塑性変形部（加締め部２７）が位置決めリング２５のＶ溝３３と密着して係合することにより、環状側板２２ｂと位置決めリング２５の軸方向のずれを防止できる。

また、図１２に示すように、位置決めリング２５の外周面にＶ溝３３を設け、さらに位置決めリング２５にスリット２９を付設することにより、より密着性が向上し、組立時の精度を向上させることができる。
なお、図１１及び図１２に示した実施形態では内径がテーパ、外径がストレートの位置決めリング２５の外周面にＶ溝３３を設けた場合を例示したが、位置決めリングの内径及び外径の両方がテーパ状の場合にもＶ溝３３を設けても良い。さらに、図１１及び図１２に示した実施形態では位置決めリングの外周面に設けられる溝の形状をＶ字状としたが、環状側板の塑性変形により嵌合する形状であればＶ溝に限らずＵ溝や凹溝等の種々の溝が適用可能で、密着性を考慮して選定することが望ましい。

本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受の部分断面図である。 図１に示す保持器の部分断面図である。 図２に示す保持器の組立方法を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受用保持器の部分断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る転がり軸受用保持器を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る転がり軸受用保持器を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る転がり軸受用保持器を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る転がり軸受用保持器を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係る転がり軸受用保持器を示す図である。 本発明の第８の実施形態に係る転がり軸受用保持器の部分断面図である。 本発明の第９の実施形態に係る転がり軸受用保持器の一部を示す図で、（ａ）は加締め前の転がり軸受用保持器の一部を示す図、（ｂ）は加締め後の転がり軸受用保持器の一部を示す図である。 本発明の第１０の実施形態に係る転がり軸受用保持器の図で、（ａ）は加締め前の転がり軸受用保持器の一部を示す図、（ｂ）は加締め後の転がり軸受用保持器の一部を示す図である。 従来の転がり軸受用保持器の部分断面図である。

符号の説明

１１ 外輪
１２ 内輪
１３，１４ 転動体軌道面
１５ 転動体
１６，１００ 保持器
１７ ピン挿通孔
１８ 支持ピン
１９ 高周波焼入れ層
２０ ねじ部
２１ テーパ軸部
２２ａ，２２ｂ 環状側板
２３ ねじ孔
２４ 位置決め孔
２５ 位置決めリング
２６ 貫通孔
２７ 加締め部
２８ 溝部
２９ 穴部
３０ 突起部
３１ ねじ部
３２ ナット
３３ Ｖ溝

Claims (5)

1. 一端にねじ部を有する複数の支持ピンと、これらの支持ピンを介して転がり軸受のころ状転動体を保持する一対の環状側板と、前記ねじ部と反対側の支持ピンの端部と嵌合する貫通孔を中心部に有する複数の位置決めリングとを備え、前記貫通孔の内周面および前記位置決めリングの外周面のうち少なくとも一方の面がテーパ状に形成された転がり軸受用保持器であって、
   前記一対の環状側板のうち一方の環状側板に形成された位置決め孔に前記位置決めリングが圧入され、かつ前記位置決めリングが前記位置決め孔から抜け出ないように前記位置決め孔の周縁部に加締め部が形成されていることを特徴とする転がり軸受用保持器。
2. 一端にねじ部を有する複数の支持ピンと、これらの支持ピンを介して転がり軸受のころ状転動体を保持する一対の環状側板と、前記ねじ部と反対側の支持ピンの端部と嵌合する貫通孔を中心部に有する複数の位置決めリングとを備え、前記貫通孔の内周面および前記位置決めリングの外周面のうち少なくとも一方の面がテーパ状に形成され、かつ前記一対の環状側板のうち一方の環状側板に形成された位置決め孔に前記位置決めリングを圧入した後、前記位置決めリングが前記位置決め孔から抜け出ないように前記位置決め孔の周縁部を加締めた転がり軸受用保持器において、
   前記位置決めリングの外径および前記位置決め孔の孔径の少なくとも一方を前記支持ピンの中央部に向かって徐々に小さくしたことを特徴とする転がり軸受用保持器。
3. 前記環状側板の塑性変形部と密着する溝を前記位置決めリングの外周面にほぼ全周に亘って設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の転がり軸受用保持器。
4. 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１〜３のいずれか１項記載の転がり軸受用保持器。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の転がり軸受用保持器を備えてなることを特徴とする転がり軸受。

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