JP2005321077A

JP2005321077A - ピンタイプ保持器

Info

Publication number: JP2005321077A
Application number: JP2004141471A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hirakawa; 清平川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】環状側板からのピンの抜出を防止するための溶接や抜止めピン等を必要としない圧入方式のピンタイプ保持器を提供する。
【解決手段】ピン３の外周面端部に段部を有するピンタイプ保持器において、ピン２の端部を環状側板３に圧入した後、ピン２と環状側板３との間を加締めることによってピン２と環状側板３の塑性変形で環状側板３とピン２を固着した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ころ軸受に使用されるピンタイプ保持器に関する。

ころ軸受に使用される保持器として、従来、ピンタイプと称される形式の保持器が知られている（特許文献１参照）。このピンタイプ保持器は、図１６に示すように、ころ状に形成された転動体１を回転自在に支持する複数本のピン２（図では１本のみを図示）と、これらのピン２を軌道輪の円周方向に一定間隔で支持する一対の環状側板３とを備えており、転動体１の中心部には、ピン２を通すためのピン挿通孔４が形成されている。

このようなピンタイプ保持器は、ピン２の一端部に形成されたテーパねじ部５を一方の環状側板３にねじ込むと共にピン２の他端部に形成されたテーパ軸部６を他方の環状側板３にテーパブッシュ７を介して溶接接合することによって組立てられている。このため、上述したピンタイプ保持器ではピン２と環状側板３とを溶接する前に溶接部を脱脂洗浄しなければならないため、組立工数の増加等を招くという問題点を有していた。

そこで、かかる問題点を解消するために、図１７に示すように、ピン２の端部にローレット加工を施し、このローレット加工部を環状側板３に形成されたピン挿入孔８に圧入することによって、ピン２を環状側板３に固定するように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に開示されたピンタイプ保持器では、ローレット加工部に形成された抜け止め穴に抜け止めピン９を環状側板３の内径側から係合させて、ピン２の端部が環状側板３のピン挿入孔７から抜け出るのを防止するようにしている。このため、抜止めピン９を必要とし、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９を通すためのピン通し孔１０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１０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あり、環状側板からのピンの抜出を防止するための溶接、あるいは抜止めピン等を必要としない圧入方式のピンタイプ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、請求項１の発明は、ころ軸受の転動体を回転自在に支持する複数本のピンと、これらのピンを軌道輪の円周方向に一定間隔で支持する一対の環状側板とからなり、前記ピンの外周面端部に段部を有するピンタイプ保持器において、前記ピンの端部を前記環状側板に圧入した後、前記ピンと環状側板との間を加締めることによって前記ピンと環状側板の塑性変形で前記環状側板とピンを固着したことを特徴とする。

圧入方式のピンタイプ保持器を組立てる方法としては、ピンの外径より径の小さい小径軸部をピンの端部に前記ピンと同軸に形成する第１工程と、ピンの端部をピン挿入孔に圧入した後、環状側板の外側面に第１のピン固定用治具を押し当て、ピン挿入孔の周辺部を第１のピン固定用治具によりピンの内径側に塑性変形させる第２工程と、この第２工程の後に小径軸部の先端面に第２のピン固定用治具を押し当て、小径軸部の先端周縁部を第２のピン固定用治具によりピンの外径側に塑性変形させる第３工程と、を含む組立方法を採用することができる。

この場合、小径軸部はピンの外径より０．１〜１．５ｍｍ程度小さい直径で且つピンの端面から２〜５ｍｍ程度の長さで前記ピンの端部に形成されることが好ましい。また、ピンは小径軸部の先端面が環状側板の外側面から１〜２ｍｍ程度突出するように、ピン挿入孔に圧入されることが好ましい。さらに、第１工程は小径軸部を取り囲む円形の凹部を環状側板の外側面に形成する工程を含んでもよい。

また、圧入方式のピンタイプ保持器を組立てる方法としては、環状側板の外側面にピンの外径より径の大きい凹部をピン挿入孔と同軸に形成する第１工程と、ピンの端部をピン挿入孔に圧入した後、ピンの端面に第１のピン固定用治具を押し当て、ピンの先端部を第１のピン固定用治具によりピンの外径側に塑性変形させる第２工程と、環状側板の外側面に第２のピン固定用治具を押し当て、凹部の周辺部をピンの内径側に塑性変形させる第３工程と、を含む組立方法を採用することができる。

請求項１の発明では、ピンの端部を環状側板に圧入した後、ピンと環状側板との間を加締めることによってピンと環状側板の塑性変形で環状側板とピンを固着したことで、環状側板からのピンの抜出を防止する抜止めピン等を必要としない圧入方式のピンタイプ保持器を提供できる。

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の実施形態に係るピンタイプ保持器の部分断面図である。同図に示されるように、第１の実施形態に係るピンタイプ保持器は、ころ軸受の転動体１を回転自在に支持する複数本（図では１本のみ図示）のピン２と、これらのピン２を軌道輪（図示せず）の円周方向に一定間隔で支持する一対の環状側板３とを備えている。

ピン２は例えばＳＣＭ等の鉄鋼材料で形成されており、各ピン２の両端部には段部１９または小径軸部１１（図２参照）が形成されている。また、ピン２は転動体１の中心部に穿設されたピン挿通孔４を挿通する軸部２ｃを有しており、この軸部２ｃの表層部には、高周波焼入れ層１８が形成されている。この高周波焼入れ層１８は転動体１と接触する部分あるいは転動体１と接触する部分から側板３に圧入される部分に形成されており、高周波焼入れ層１８の形成領域がピン２の端部まで及んでしまうとピン２の端部（小径軸部１１）を塑性変形させることが困難となるので、高周波焼入れ層１８の形成領域をピン端部（小径軸部１１）の手前まですることが好ましい。

環状側板３はピン２と同様に鉄鋼材料で形成されており、各環状側板３には、転動体１の端面から突出するピン２の端部と密嵌する複数（図では１つのみ図示）のピン挿入孔８が軌道輪（図示せず）の円周方向に一定間隔で穿設されている。なお、ピン２は環状側板３のピン挿入孔８に圧入されるが、環状側板３とピン２との十分な接合強度を得るためには、圧入代は０．０１０ｍｍ以上、好ましくは０．０２０ｍｍ以上であればよい。
このようなピンタイプ保持器を組立てる場合は、先ず、図２に示すように、転動体１を回転自在に支持するピン２の端部にピン２の外径より直径が０．１〜１．５ｍｍ、好ましくは０．４〜１ｍｍ程度小さい小径軸部１１をピン２と同軸に形成する。

次に、図３に示すように、ピン２の端部を環状側板３のピン挿入孔８に圧入した後、環状側板３の外側面に第１のピン固定用治具１２を押し当てる。そして、第１のピン固定用治具１２によりピン挿入孔８の周辺部をピン２の内径側に塑性変形させると、図４に示すように、ピン２の内径側に塑性変形したピン挿入孔８の周辺部によって小径軸部１１の外周面が全周にわたって加締められた状態となる。

このようにして、第１のピン固定用治具１２によりピン挿入孔８の周辺部をピン２の内径側に塑性変形させたならば、次に、図５に示すように、小径軸部１１の先端面に第２のピン固定用治具１３を押し当てる。そして、第２のピン固定用治具１３により小径軸部１１の先端周縁部をピン２の外径側に塑性変形させると、図６に示すように、ピン２と環状側板３とが強固に密着した状態となる。

このように、環状側板３の外側面に第１のピン固定用治具１２を押し当て、ピン挿入孔８の周辺部を第１のピン固定用治具１２によりピン２の内径側に塑性変形させた後、小径軸部１１の先端面に第２のピン固定用治具１３を押し当て、小径軸部１１の先端周縁部を第２のピン固定用治具１３によりピン２の外径側に塑性変形させることで、ピン２と環状側板３とが強固に密着するので、溶接あるいは抜止めピン９等を必要としない圧入方式のピンタイプ保持器を得ることができる。

また、上述した実施の形態ではピン２と環状側板３とを溶接接合する必要がないので、ピン２の表面に形成される高周波焼入れ層１８（図２参照）が溶接熱によって変質することもない。さらに、前述した従来技術のように、環状側板３からピン２の抜出を防止する抜け止めピン９を必要としないので、部品点数を削減できると共に加工コストの低減を図ることができる。

なお、上述した実施形態ではピン２の端部を環状側板３のピン挿入孔８に圧入するときに小径軸部１１の先端面を環状側板３の外側面から１〜２ｍｍ程度突出させたが、小径軸部１１の先端面を環状側板３の外側面から突出させることができない場合は、図７に示すように、小径軸部１１を取り囲む円形の凹部１４を環状側板３の外側面に形成しておいてもよい。

次に、本発明の第３の実施形態を図８〜図１４を参照して説明する。
図８は、本発明の第３の実施形態に係るピンタイプ保持器の部分断面図である。同図に示されるように、第２の実施形態に係るピンタイプ保持器は、ころ軸受の転動体１を回転自在に支持する複数本（図では１本のみ図示）のピン２と、これらのピン２を軌道輪（図示せず）の円周方向に一定間隔で支持する一対の環状側板３とを備えている。

ピン２は例えばＳＣＭ等の鉄鋼材料で形成されており、各ピン２の外周面には、高周波焼入れ層１８が形成されている。この高周波焼入れ層１８は転動体１と接触する部分あるいは転動体１と接触する部分から側板３に圧入される部分に形成されており、高周波焼入れ層１８の形成領域がピン２の端部まで及んでしまうとピン２の端部を塑性変形させることが困難となるので、高周波焼入れ層１８の形成領域をピン端部の手前まですることが好ましい。

環状側板３はピン２と同様に鉄鋼材料で形成されており、各環状側板３には、転動体１の端面から突出するピン２の端部と密嵌する複数（図では１つのみ図示）のピン挿入孔８が軌道輪（図示せず）の円周方向に一定間隔で穿設されている。なお、ピン２は環状側板３のピン挿入孔８に圧入されるが、環状側板３とピン２との十分な接合強度を得るためには、圧入代は０．０１０ｍｍ以上、好ましくは０．０２０ｍｍ以上であればよい。

ピン２の直径は、図２のように両端の加締め部１１以外では同一でも良いが、圧入を容易にするために、図１５に示すように、ピン２の圧入方向に対してピン２の直径をｄ₁，ｄ₃（ｄ₁＜ｄ₃）とした方がよい。また、図１５に示すように、ピン２の圧入方向に対してピンの直径をｄ₁，ｄ₂，ｄ₃（ｄ₂＜ｄ₁＜ｄ₃）として、ピン２の段差部２１，２２を図１５のように側板５の面より内側になるようにすることにより、ピン２に発生するフレッチングを軽減することができ、ピン２の疲労破損を防止することができる。

また、図１５に示すように、側板３とピン２の挿入側にテーパ面取り２３，２４を設けることにより、圧入時のかじりを軽減することができる。テーパ面取りの大きさ２５は軸方向の長さが２〜５ｍｍで、直径の減少量は０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍである。
このようなピンタイプ保持器を組立てる場合は、先ず、図９に示すように、環状側板３の外側面にピン２の外径より径の大きい凹部１５を環状側板３のピン挿入孔８と同軸に形成する。次に、図１０に示すように、ピン２の端部を環状側板３のピン挿入孔８に圧入した後、図１１に示すように、ピン２の端面に第１のピン固定用治具１６を押し当てる。そして、第１のピン固定用治具１６によりピン２の端部をピン２の外径側に塑性変形させると、図１２に示すように、ピン２の外径側に塑性変形したピン２の端部によってピン２の端部が凹部１５の底面部に加締められた状態となる。

このようにして、第１のピン固定用治具１６によりピン２の端部をピン２の外径側に塑性変形させたならば、次に、図１３に示すように、環状側板３の外側面に第２のピン固定用治具１７を押し当てる。そして、第２のピン固定用治具１７により環状側板３の外側面に形成された凹部１５の周辺部をピン２の内径側に塑性変形させると、図１４に示すように、ピン２と環状側板３とが強固に密着するので、溶接あるいは抜止めピン９等を必要としない圧入方式のピンタイプ保持器を得ることができる。

なお、本発明において環状側板の材質は特に限定されないが、通常は例えばＪＩＳＳ１０〜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炭素鋼を環状側板の素材として用いることが好ましい。さらに、加締めの容易さの点からは環状側板の硬さはＨｖ２７０以下、好ましくはＨｖ２００以下であることが望ましい。さらにまた、環状側板の強度を考慮すると、環状側板の硬さはＨｖ１００以上であることが望ましい。

ピンの加締め部近傍を除く表面部には、転動体１と接触する部分では耐摩耗性確保のために、また、環状側板に圧入される部分ではフレッチング防止のために、高周波焼入れによって表面から０．２ｍｍ以上、３ｍｍ以下（好ましくは０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下）の深さまでＨｖ３００３００以上、好ましくはＨｖ３５０以上に硬化させることが望ましい。この場合、ピンの靭性を確保するためには、Ｈｖ６００以下であることが好ましい。また、ピンの表層部を硬化させる方法としては、軟窒化処理を用いることができる。

高周波焼入れを行なってＨｖ３００以上の硬さを得るためには、例えばＪＩＳＧ４０５１Ｓ２５Ｃ以上の機械構造用炭素鋼やＪＩＳＧ４４０１の炭素工具鋼あるいはこれらの規格に相当する鋼あるいは炭素鋼より焼入れ性が必要な場合は、ＪＩＳＧ４８０５の高炭素クロム軸受鋼、ＪＩＳＧ４１０２のニッケル・クロム鋼、ＪＩＳＧ４１０３のニッケル・クロム・モリブデン鋼、ＪＩＳＧ４１０４のクロム鋼、ＪＩＳＧ４１０３のクロム・モリブデン鋼あるいはこれらの規格に相当する鋼が用いられる。表面硬化処理目のピンの硬さはピンの強度と加締めの容易さの点からＨｖ１５０以上、Ｈｖ２７０以下、好ましくはＨｖ２００以下が望ましい。

本発明の第１の実施形態に係るピンタイプ保持器の部分断面図である。図１に示すピンタイプ保持器を組立てる場合の第１工程を説明するための図である。図２に示すピンの端部を環状側板のピン挿入孔に圧入した状態を示す図である。図３に示す第１のピン固定用治具により環状側板のピン挿入孔の周辺部をピンの内径側に塑性変形させた状態を示す図である。図４に示す小径軸部の先端面に第２のピン固定用治具を押し当てた状態を示す図である。図６に示す第２のピン固定用治具により小径軸部の先端周縁部をピンの外径側に塑性変形させた状態を示す図である。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の実施形態に係るピンタイプ保持器の部分断面図である。図８に示すピンタイプ保持器を組立てる場合の第１工程を説明するための図である。図８に示すピンの端部を環状側板のピン挿入孔に圧入した状態を示す図である。図１０に示すピンの端面に第１のピン固定用治具を押し当てた状態を示す図である。図１１に示す第１のピン固定用治具によりピンの端面周縁部をピンの外径側に塑性変形させた状態を示す図である。図１２に示す環状側板の外側面に第２のピン固定用治具を押し当てた状態を示す図である。図１３に示す第２のピン固定用治具により環状側板の外側面に形成された凹部の周辺部をピンの内径側に塑性変形させた状態を示す図である。図８に示すピンタイプ保持器の変形例を示す図である。ピンタイプ保持器の従来の組立方法の一例を示す図である。ピンタイプ保持器の従来の組立方法の他の例を示す図である。

符号の説明

１転動体
２ピン
３環状側板
４ピン挿通孔
５テーパねじ部
６テーパ軸部
７テーパブッシュ
８ピン挿入孔
９抜け止めピン
１０ピン通し孔
１１小径軸部
１２第１のピン固定用治具
１３第２のピン固定用治具
１４凹部
１５凹部
１６第１のピン固定用治具
１７第２のピン固定用治具
１８高周波焼入れ層
１９段部
２１，２２段差部
２３，２４テーパ面取り部

Claims

ころ軸受の転動体を回転自在に支持する複数本のピンと、これらのピンを軌道輪の円周方向に一定間隔で支持する一対の環状側板とからなり、前記ピンの外周面端部に段部を有するピンタイプ保持器において、前記ピンの端部を前記環状側板に圧入した後、前記ピンと環状側板との間を加締めることによって前記ピンと環状側板の塑性変形で前記環状側板とピンを固着したことを特徴とするピンタイプ保持器。