JP2006132622A

JP2006132622A - ころ軸受

Info

Publication number: JP2006132622A
Application number: JP2004320642A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Waseda; 義孝早稲田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】軌道輪の鍔部を乗り越えて、保持器を軸受内部に容易に組み付け可能とする。
【解決手段】本ころ軸受Ａ，Ｂ，Ｃは、軌道部４の端部側に円環状鍔部６を備えた軌道輪（外輪）１と、複数のころ（針状ころ）２を保持して軌道輪１の軸方向外側から鍔部６を乗り越えて軌道輪１の軌道面１ａ上に組み込まれる樹脂製保持器３とを備え、円環状鍔部６は、樹脂製保持器３の組み込み方向に対して傾斜する環状傾斜面６ａを有し、かつ、軌道面１ａからころ径の１／８〜１／２の鍔高さＨを有し、樹脂製保持器３は、上記組み込みに伴ないころ２が円環状鍔部６の環状傾斜面６ａに当接すると該柱部９が鍔高さ方向に弾性変形しまたその当接の解除により弾性復元することを許容する凹溝（変形許容部分）２１を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ソリッド形やシェル形の針状ころ軸受等のころ軸受に係り、より詳しくは、自動車用トランスミッションや、その他各種の産業機械に使用されるソリッド形やシェル形の針状ころ軸受等のころ軸受に関する。

ソリッド形やシェル形の針状ころ軸受等を含めころ軸受は、回転性能に優れた軸受であることから、各種機械の高速回転機構部分やエンジン機構部分等に広く汎用されている（特許文献１参照。）。このようなころ軸受においては、軸方向両側に鍔部を備えた外輪に該鍔部の内径よりも小径の保持器を装着した状態となし、この状態でころを保持器内径側からころ保持用窓孔に組み込む構成としたころ軸受や、保持器に予めころを組み込んで両者一体の組品構成となし、この組品を外輪に組み込む構成としたころ軸受がある（特許文献２，３参照）。

しかしながら、前者のころ軸受では、保持器のころ保持用窓孔にその内径側からころを組み込みにくく組み立て性および量産性が悪く、また、後者のころ軸受では、外輪の鍔部が後曲げとなって製造コストが上昇する。
特開２００４−９２７４５実開平５−３０５５７実開平６−１８４９

本発明が解決しようとする課題は、製造コストを抑え、組み立て性や量産性に優れたころ軸受を提供することである。

本発明に関して簡単に説明すると、本発明においては、保持器として軽量化や低価格化等の利点がある樹脂製保持器の採用を前提としているため、剛性を確保するべく、肉厚を厚くして剛性を確保しなければならない要求がある。一方、本発明においては、従来のころ軸受とは異なって、ころを保持した状態にて軸受外部から軌道輪の鍔部を乗り越えて保持器を軸受内部に組み込むころ軸受をも前提としているものであるから、従来のころ軸受の欠点は解消できるものの、保持器としては剛性とは相反した弾性変形可能なことが要求される。

本発明は、上記した２つの相反する要求を同時に満たすものであり、保持器の肉厚を厚くして剛性を確保する一方で、保持器の剛性が高いものの、軌道輪の鍔部を容易に乗り越える弾性を備えて軸受内部に保持器を組み込めるようにしたことに特徴を備える。

すなわち、本発明による第１のころ軸受は、軌道部の端部側に円環状の鍔部を備えた軌道輪と、複数のころを保持して軌道輪の軸方向外側から鍔部を乗り越えて軌道輪の軌道面上に組み込まれる樹脂製保持器とを備えたころ軸受を前提として、
鍔部は、保持器の組み込み方向に対して傾斜する環状傾斜面を有し、かつ、軌道面からころ径の１／８〜１／２の鍔高さを有し、樹脂製保持器は、円周方向複数の柱部に、上記組み込みに伴ない該保持器に保持したころが鍔部の環状傾斜面に当接するとともにこの当接に応じて該柱部が鍔高さ方向に弾性変形しまたその当接の解除により弾性復元することを許容する変形許容部分を備えていることを特徴とするものである。鍔高さが、ころ径の１／８以下であると、鍔高さが低くなり過ぎて樹脂製保持器が軸方向に抜け易くなり、鍔高さが、ころ径の１／２以上であると、鍔高さが高くなり過ぎて樹脂製保持器に干渉し易くなる。

上記軌道輪が、外輪であり、上記変形許容部分が、柱部の内径面に設けた軸方向の凹溝であることが好ましい。

上記第１のころ軸受によれば、軌道輪端部に設けた鍔部が保持器の組み込み方向に対して傾斜する環状傾斜面を備えていること、鍔高さが軌道面からころ径の１／８〜１／２であること、および円周方向複数の柱部に、上記組み込みに伴ない該保持器に保持したころが鍔部の環状傾斜面に当接するとともにこの当接に応じて該柱部が鍔高さ方向に弾性変形しまたその当接の解除により弾性復元することを許容する変形許容部分を備えていること、とにより、保持器の肉厚を厚くして剛性を高く確保しても、軌道輪の鍔部の環状傾斜面にころが当接すると柱部が弾性変形して該鍔部を容易に乗り越え、軸受内部に保持器を組み込めることができる。したがって、第１のころ軸受では、従来の特許文献２や３に記載されているころ軸受とは異なって、保持器のころ保持用窓孔にその内径側からころを組み込みにくく組み立て性および量産性が悪いとか、また、外輪の鍔部が後曲げとなって製造コストが上昇するといった課題が解決されているとともに、加えて、樹脂製保持器の軽量化や低価格化等の利点を生かしつつ、肉厚を厚くして剛性を確保することができる。

本発明の第２のころ軸受は、軌道部の端部側に内径方向に円環状に延びる鍔部を備えた外輪と、複数のころを保持して上記鍔部を乗り越えて外輪内部に導入されて組み込まれる樹脂製保持器とを備えたころ軸受を前提として、
鍔部は、保持器の組み込み方向に対して傾斜する環状傾斜面を有し、かつ、軌道面からころ径の１／８〜１／２の鍔高さを有し、樹脂製保持器は、円周方向複数の柱部の内側面にころ保持用窓孔に向けて突出するころ止め部と、該柱部の内径面に、上記組み込みに際してころが鍔部に当接してころ止め部を押圧したときに該柱部がその押圧の方向に弾性変形しまたその押圧の解除により弾性復元することを許容する凹溝を備えていることを特徴とするものである。

第２のころ軸受も、第１のころ軸受と同様の作用効果を有するとともに、従来の特許文献２や３に記載されているころ軸受とは異なって、保持器のころ保持用窓孔にその内径側からころを組み込みにくく組み立て性および量産性が悪いとか、また、外輪の鍔部が後曲げとなって製造コストが上昇するといった課題が解決されているとともに、加えて、樹脂製保持器の軽量化や低価格化等の利点を生かしつつ、剛性を確保するべく、肉厚を厚くすることができる。

本発明によれば、製造コストを抑え、組み立て性や量産性に優れたころ軸受を提供することができる。

添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るころ軸受を説明する。実施の形態においては、ころ軸受として、ソリッド形やシェル形の針状ころ軸受に適用しているが、これら針状ころ軸受に限定されるものではなく、他のころ軸受にも適用することができる。

（実施の形態１）
図１ないし図６は、実施の形態１に係り、図１はころ軸受の拡大半断面図、図２は樹脂製保持器の斜視図、図３は樹脂製保持器の軸方向断面図、図４は樹脂製保持器の針状ころ保持状態を示す断面図、図５および図６は樹脂製保持器と針状ころとの組品を外輪に組込む過程を示す断面図である。

これらの図を参照して、実施の形態１のソリッド形針状ころ軸受Ａについて特徴を先に説明し、それから詳細を説明することにする。

すなわち、本実施の形態１のソリッド形針状ころ軸受Ａは、軌道部４の軸方向両側に円環状鍔部５，６を備えた外輪１と、複数の針状ころ２を保持して外輪１の外部から一方の円環状鍔部６（あるいは他方の円環状鍔部５）を乗り越えて外輪１の内部に導入されて組み込まれる樹脂製保持器３とを備える。

円環状鍔部５，６は、樹脂製保持器３の組み込み方向に対して傾斜（組み込み方向に縮径し鍔高さが大となる）する環状傾斜面５ａ，６ａを有し、かつ、外輪１の軌道面１ａからころ径Ｄ０の１／８〜１／２の鍔高さＨを有している。

樹脂製保持器３は、円周方向複数の柱部９の内側面１１，１２にころ保持用窓孔１０に向けて突出するころ止め部１３〜１５を、また、柱部９の内径面に凹溝（変形許容部分）２１を備える。この凹溝２１は、上記組み込みに際して針状ころ２が一方の円環状鍔部６の環状傾斜面６ａに当接してころ止め部１３〜１５を押圧したときに該柱部９がその押圧の方向に弾性変形しまたその押圧の解除により弾性復元することを許容する溝である。

上記ソリッド形針状ころ軸受Ａによれば、鍔部６が樹脂製保持器３の組み込み方向に対して傾斜する環状傾斜面６ａを備えていること、鍔高さＨが軌道面１ａからころ径Ｄ０の１／８〜１／２であること、および円周方向複数の柱部９に、上記組み込みに伴ない樹脂製保持器３に保持した針状ころ２が鍔部６の環状傾斜面６ａに当接し、この当接に応じて柱部９が鍔高さ方向に弾性変形しまたその当接の解除により弾性復元すること、とにより、樹脂製保持器３の肉厚を厚くして剛性を高く確保しても、鍔部６の環状傾斜面６ａに針状ころ２が当接すると柱部９が弾性変形して鍔部６の環状傾斜面６ａを容易に乗り越え、軸受内部に樹脂製保持器３を組み込めることができる。

次に、本実施の形態１のソリッド形針状ころ軸受Ａの構成を詳しく説明すると、このソリッド形針状ころ軸受Ａは、外輪１と、針状ころ２と、樹脂製保持器３とにより構成されている。外輪１は、削り出しにより形成され、円筒状の軌道部４と、その軸方向両側の円環状の鍔部５，６とからなる。鍔部５，６は軌道部４から内径方向に立設している。鍔部５，６は、軸受内部に向けて傾斜する環状傾斜面５ａ，６ａを有し、かつ、軌道部４の軌道面からころ径Ｄ０の１／８〜１／２の鍔高さＨを有している。環状傾斜面５ａ，６ａの傾斜角度は、実験等により適宜に定めることができる。

樹脂製保持器３は、軸方向両側の円環部７，８と、円環部７，８間に円周方向等間隔に配置された柱部９とを備える。円周方向で隣り合う柱部９の対向間の空孔は針状ころ２を保持するためのころ保持用窓孔１０を構成する。

樹脂製保持器３の外径Ｄ１は、図中右側の鍔部５の内径Ｄ２よりも小さい。保持器３の軸方向長Ｌ１は鍔部５，６の軸方向内側面５ｂ，６ｂ間の軸方向長Ｌ２よりも短い。

ころ保持用窓孔１０の両内側面１１，１２の内、内側面１１の内径側に、ころ保持用窓孔１０に向けて突出する２つのころ止め部１３，１４が、また、内側面１２の内径側に窓孔１０に向けて突出する１つのころ止め部１５が形成されている。ころ止め部１３，１４，１５は、ころ保持用窓孔１０に装着される針状ころ２により押圧されると、柱部９に対し内径方向への弾性変形力を付与する。

さらに詳細に説明すると、柱部９の内側面１１のころ止め部１３，１４は、軸方向に間隔をあけて配置され、柱部９の内側面１２のころ止め部１５はころ止め部１３，１４に対し軸方向中間位置に配置されている。ころ止め部１３，１４，１５の湾曲面１３ａ，１４ａ，１５ａは、針状ころ２の外周面に沿う形状に形成されている。

柱部９の内側面１１ところ止め部１３，１４の湾曲面１３ａ，１４ａとを連続した面形状とする連続部２０ａの半径方向位置は、針状ころ２をころ保持用窓孔１０にその重さのみで装着した際の針状ころ２のＰＣＤにほぼ一致している。

柱部９の内側面１２ところ止め部１５の湾曲面１５ａとを連続した面形状とする連続部２０ｂの半径方向位置も同様に、針状ころ２をころ保持用窓孔１０にその重さのみで装着した際の針状ころ２のＰＣＤにほぼ一致している。

湾曲面１３ａ，１４ａのさらに径方向内方部位に、柱部９の内側面１１に平行な落とし面１３ｂ，１４ｂが形成されている。湾曲面１５ａのさらに径方向内方部位に、柱部９の内側面１２に平行な落とし面１５ｂが形成されている。

柱部９および柱部９の軸方向両側に対応する円環部７，８の一部にかけてその内径面全体には、柱部９の円周方向幅の略半分程度の溝幅で軸方向直線状に長く延びる凹溝２１が、柱部９の弾性的な変形と復元とを許容する変形許容部分として形成されている。

凹溝２１は、軸方向の溝底部２１ａとその溝底部２１ａの周方向両側に立設した両側部２１ｂ，２１ｂとにより囲まれた形状をなしている。凹溝２１による柱部９の弾性的な変形量や復元量は、これら凹溝形状や樹脂硬度等により適宜に設定することができる。

凹溝２１は所要の弾性変形や弾性復元が得られれば、柱部９の内径面の全体または一部にだけ設けてもよい。凹溝２１の形成位置はころ止め部１３，１４，１５との関係を含めて決定することもできる。

図４ないし図６を参照して、以上の構成を備えたころ軸受の組立方法を説明する。外輪１に対し、樹脂製保持器３と針状ころ２とからなる組品２２を組込む。組品２２は、図５に示すように、樹脂製保持器３のころ保持用窓孔１０に針状ころ２を装着したものである。針状ころ２をころ保持用窓孔１０に装着すると、図４に示すように、針状ころ２はころ止め部１３，１４，１５の湾曲面１３ａ，１４ａ，１５ａで支持されて、図の（２ａ）で示す径方向位置に位置する。一方のころ止め部１３，１４は、柱部９の一方の内側面１１に軸方向所定間隔を置いて配置され、他方のころ止め部１５は柱部９の他方の内側面１２の軸方向中間部位に形成されているから、針状ころ２は３点支持された状態にある。

樹脂製保持器３を、図５で示すように、外輪１の軸方向外部に配置し、樹脂製保持器３に保持した針状ころ２を鍔部６の環状傾斜面６ａに当接させて、組み込み方向（図５の左方向）に押込む。この押込みにより、針状ころ２は鍔部６の環状傾斜面６ａに押され、針状ころ２が内径側に沈み込むとともに、ころ止め部１３，１４，１５は針状ころ２により内径側に押圧されて撓み、針状ころ２が（２ｂ）で示す径方向位置に沈む。この場合、柱部９に形成した凹溝２１によって、柱部９全体ではなく、主としてころ止め部１３，１４，１５およびその近傍が撓む。こうして、さらに、樹脂製保持器３を、図６で示すように押込むと、樹脂製保持器３は、外輪１内に挿入される。この挿入後は、ころ止め部１３，１４，１５はその弾性によって復元し、これによって針状ころ２が径方向外方に押圧されて外輪軌道面１ａに当接する方向に移動し、針状ころ２の外接円は円環状鍔部５の内径Ｄ２より大きくなる。したがって、樹脂製保持器３を軸方向外方へ抜出るのを防止することができる。以上のようにして図１で示すように針状ころ軸受が組立てられる。

この針状ころ軸受は、その内部に軸２４を挿通するようにして使用されるものであり、針状ころ２間に軸２４を挿通すると、その軸２４の外周面によって針状ころ２が径方向外方に押圧され、針状ころ２は図４の（２ｃ）で示す径方向位置に、ころ止め部１３，１４，１５から径方向外方へ離れる方向へ押圧され、外輪軌道面１ａに所定のすきまをもって押圧される。この針状ころ軸受の使用時には、ころ止め部１３，１４の湾曲面１３ａ，１４ａ、ころ止め部１５の湾曲面１５ａがころ案内面として用いられる。

以上のように本実施の形態１では、樹脂製保持器３の肉厚を厚くして剛性を高く確保しても、円環状鍔部６の環状傾斜面６ａに針状ころ２が当接すると柱部９が弾性変形して円環状鍔部６の環状傾斜面６ａを容易に乗り越え、軸受内部に樹脂製保持器３を組み込めることができる。

（他の実施の形態）
図７を参照して本発明の実施の形態２に係るソリッド形針状ころ軸受Ｂを説明すると、この実施の形態２のソリッド形針状ころ軸受Ｂにおいては、円環状鍔部５，６に、軸受外部側に軸方向に傾斜した環状傾斜面５ａ，６ａを、また、軸受内部側に軸方向に平坦な環状平坦面５ｃ，６ｃを設けた構成となしている。その他の構成は、上記実施の形態１と同様である。この実施の形態２においては、環状平坦面５ｃ，６ｃを備えたことにより、樹脂製保持器３の外径面と円環状鍔部５，６の内径面との間に相互の干渉を防止する干渉防止隙間Ｇを形成することができて好ましい。

図８を参照して本発明の実施の形態３に係るシェル形針状ころ軸受Ｃを説明する。一般に、シェル形針状ころ軸受は、ハウジングと軸との間隔が狭くても組み込むことができるため、装置のコンパクト化を図りやすい。実施の形態３のシェル形針状ころ軸受Ｃは、軌道部４の軸方向一方端部側に内径方向に折曲げられてなる円環状鍔部５を，また、軸方向他方側に軌道部４に比べて薄肉に形成され軌道部４方向に折り返されてなる円環状鍔部６を備える。円環状鍔部６は、樹脂製保持器３の組み込み方向に対して傾斜する環状傾斜面６ａを有し、かつ、外輪１の軌道面１ａからころ径Ｄ０の１／８〜１／２の鍔高さＨを有している。

実施の形態３のシェル形針状ころ軸受Ｃの樹脂製保持器３は、実施の形態１および２のソリッド形針状ころ軸受Ａ，Ｂの樹脂製保持器３と同様であるのでその詳しい説明を省略する。

以上の構成を備えたシェル形針状ころ軸受Ｃにおいても、樹脂製保持器３の肉厚を厚くして剛性を高く確保しても、円環状鍔部６の環状傾斜面６ａに針状ころ２が当接すると柱部９が弾性変形して円環状鍔部６の環状傾斜面６ａを容易に乗り越え、軸受内部に樹脂製保持器３を組み込むことができる。

なお、本発明は、外輪側だけでなく、内輪側についても、同様の構成を備えたソリッド形やシェル形の針状ころ軸受を提供することができる。すなわち、この針状ころ軸受では、図示はしないが、内輪軌道部の端部側に外径方向に延びる円環状の鍔部を備えた内輪と、複数のころを保持して内輪の軸方向外側から円環状鍔部を乗り越えて内輪の軌道面上に組み込まれる樹脂製保持器とを備える。そして、円環状鍔部に、樹脂製保持器の組み込み方向に対して傾斜する環状傾斜面を設け、その鍔高さを内輪軌道面からころ径の１／８〜１／２とする。また、樹脂製保持器は、円周方向複数の柱部に、内輪への樹脂製保持器の組み込みに伴ない該樹脂製保持器に保持した針状ころが円環状鍔部の環状傾斜面に当接し、この当接に応じて該柱部が鍔高さ方向に弾性変形しまたその当接の解除により弾性復元することを許容する凹溝を備えている。

本発明の実施の形態１に係るソリッド形針状ころ軸受の断面図である。針状ころ軸受の樹脂製保持器の斜視図である。樹脂製保持器の軸方向での中央断面図である。樹脂製保持器の針状ころ保持状態を示す断面図である。樹脂製保持器と針状ころの組品である組品を外輪に組込んで行く最初の段階を示す断面図である。図５から組品を外輪にさらに組込んだ段階を示す断面図である。本発明の実施の形態２に係るソリッド形針状ころ軸受の断面図である。本発明の実施の形態３にシェル形針状ころ軸受の断面図である。

符号の説明

Ａソリッド形針状ころ軸受
Ｂソリッド形針状ころ軸受
Ｃシェル形針状ころ軸受
１外輪
２針状ころ
３樹脂製保持器
４軌道部
５円環状鍔部
５ａ環状傾斜面
６円環状鍔部
６ａ環状傾斜面
９柱部
１０ころ保持用窓孔
１１柱部の内側面
１２柱部の内側面
２１凹溝（変形許容部分）

Claims

軌道部の端部側に円環状の鍔部を備えた軌道輪と、複数のころを保持して軌道輪の軸方向外側から鍔部を乗り越えて軌道輪の軌道面上に組み込まれる樹脂製保持器とを備えたころ軸受であって、
鍔部は、保持器の組み込み方向に対して傾斜する環状傾斜面を有し、かつ、軌道面からころ径の１／８〜１／２の鍔高さを有し、
樹脂製保持器は、円周方向複数の柱部に、上記組み込みに伴ない該保持器に保持したころが鍔部の環状傾斜面に当接するとともにこの当接に応じて該柱部が鍔高さ方向に弾性変形しまたその当接の解除により弾性復元することを許容する変形許容部分を備えている、ことを特徴とするころ軸受。
上記軌道輪が、外輪であり、
上記変形許容部分が、柱部の内径面に設けた軸方向の凹溝である、ことを特徴とする請求項1に記載のころ軸受。
軌道部の端部側に内径方向に円環状に延びる鍔部を備えた外輪と、複数のころを保持して上記鍔部を乗り越えて外輪内部に導入されて組み込まれる樹脂製保持器とを備えたころ軸受であって、
鍔部は、保持器の組み込み方向に対して傾斜する環状傾斜面を有し、かつ、軌道面からころ径の１／８〜１／２の鍔高さを有し、
樹脂製保持器は、円周方向複数の柱部の内側面にころ保持用窓孔に向けて突出するころ止め部と、該柱部の内径面に、上記組み込みに際してころが鍔部に当接してころ止め部を押圧したときに該柱部がその押圧の方向に弾性変形しまたその押圧の解除により弾性復元することを許容する凹溝とを備えている、ことを特徴とするころ軸受。